Magia com Newton

Conceitos básicos

Física	Forças	Gravidade	Peso

Introdução

Todos os dias experimentamos na natureza todo o tipo de forças, movimentos, acelerações. Mas muitas vezes não somos conscientes e não percebemos como funcionam. Nesta experiência vamos verificar o funcionamento básico das forças com este equilíbrio curioso.

Base científica

A experiência baseia-se no equilíbrio de forças postulado por Newton. A garrafa será mantida em equilíbrio na borda da mesa graças à compensação da força vertical descendente com outra vertical ascendente. Deste modo cumpre-se a primeira lei de Newton que diz que um corpo está sempre em equilíbrio e que a soma de todas as forças que o afetam é nula.

Materiais

• Uma garrafa cheia de água
• Três pauzinhos de madeira
• Uma corda ou cordão
• Uma superfície para fazer o equilíbrio, no meu caso a borda de uma mesa
• Um peso para segurar o sistema no passo intermediário

Preparação

Primeiro vamos preparar o sistema

1. Usamos óculos de segurança
2. Atamos o cordão à tampa da garrafa
3. Seguramos o primeiro pau com um peso, com cerca de um terço do pau saindo do bordo da mesa
4. Nós penduramos o cordão amarrado à garrafa do pau

Procedimento

Agora vamos começar com a parte real da experiência, onde vamos criar o equilíbrio de forças

1. Colocamos a segunda vara na posição horizontal de modo a que fique presa entre as duas partes do cordão. Temos que colocá-lo num pequeno do primeiro pau.
2. Colocamos o terceiro pau em tensão entre a ponta do primeiro pau que sai da mesa e o ponto médio do segundo pau na horizontal. Este passo é o mais complicado, podemos testar e ajustar a segunda vara até conseguirmos que elas se segurem sozinhas.
3. Faz uma previsão! Só vai segurar se tirarmos o peso que segura tudo?
4. Agora podemos retirar o peso que segurava o primeiro pau lentamente e ver o sistema equilibrado sem ajuda de forças externas.

Observação e resultados

Como vemos, o sistema está em equilíbrio na borda da mesa sem mais ajuda do que as três varas usadas. A lógica diz-nos que isto não deveria ser assim, já que não há nada para segurar o primeiro pau na mesa e nada para segurar a garrafa de baixo. Mas o que conseguimos ao adicionar as outras duas varas é reconduzir a força, também chamada de tensão que atravessa o cordão pelo peso da garrafa. Esta tensão era vertical descendente no princípio. Adicionando o pau horizontal, trafegamos para este plano parte da força e, finalmente, adicionando o último pau, somos capazes de devolver esta tensão que desviamos do cordão para o primeiro pau. Deste modo conseguimos aplicar uma força equivalente ao pau, poderíamos dizer que compensámos o peso da garrafa com os pauzinhos.

Toca a recolher!

Certifique-se de deixar tudo limpo e ordenado quando terminar de fazer a experiência. A água (com ou sem corante) pode ser descarregada pelo esgoto e as garrafas depositadas no recipiente de embalagem. Devolva para o seu lugar as ferramentas e outros utensílios que você precisou.

Supervisão de um adulto e segurança em primeiro lugar

• Siga cuidadosamente as instruções da experiência.
• É conveniente que um adulto supervisione a realização do mesmo, ajudando no uso de materiais ou utensílios potencialmente perigosos se não forem utilizados corretamente.
• De igual modo, um adulto deve determinar se a experiência a realizar é apropriada para a idade do aluno que irá participar na atividade.
• Fazer experiências científicas em casa é uma forma divertida de aprender a parte prática da ciência, mas pode exigir tomar precauções adicionais e/ou desordenar ou sujar a área de trabalho.