As atividades demonstrativas de hoje envolvem gravidade, força eletrostática, hidrodinâmica, energia térmica e mecânica. Ao utilizar demonstrações em sala de aula, é interessante que o professor faça uma introdução da situação explicando os materiais que vão ser utilizados, o assunto e no que os alunos devem prestar atenção para incentivar a reflexão da turma sobre o que irá acontecer.
1. Princípio de Bernoulli
Material: Sacola de papel (saco de pão) grande
Procedimento: a) Retire todo o ar da sacola. Preveja quantas expirações são necessárias para encher a sacola. b) Encha a sacola soprando com a boca, como um balão, conte quantas expiração são necessárias para enchê-la. c) Retire todo o ar da sacola. d) Segure a sacola a uns 10 centímetros de distância e sopre forte para enchê-la. Peça aos alunos para observarem os resultados.
A sacola vai inflar mais tendo sido soprada a distância. O aumento do fluxo de ar irá diminuir a pressão. A atmosfera irá “puxar” mais ar para dentro da sacola. Leia mais sobre o princípio de Bernoulli.
2. O que pode ser mais forte do que a gravidade?
Materiais: balões cheios, roupa de lã, folhas de papel
Procedimento: O professor demonstrará que um balão pode agarrar pedaços de papel. Ele deve esfregar um lado do balão na lã (se não funcionar ele pode esfregar o balão nos seus próprios cabelos) e depois aproximar esse lado de pedaços de papel, sem tocá-los. Muita umidade e calor pode impedir que o experimento dê certo. Essa atividade mostra a força que uma carga elétrica exerce, contrastando com a força da gravidade. Não se aprofunde na questão de qual mecanismo faz isso e porquê, apenas para os alunos focarem no motivo da atividade.
3. Como balões carregados interagem com objetos não-carregados?
07 Nov 1985, California, USA — Balloon Attracting Cat’s Fur — Image by © Roger Ressmeyer/CORBIS
Materiais: balões, roupa de lã, fita adesiva transparente, filme plástico, papel alumínio, relógio (vidraria de química), régua de plástico
Procedimento: Peça aos alunos para encherem seus balões (em duplas) e esfregar um lado em um pedaço de lã e depois tentar “grudar” o balão na parede ou partes do corpo. Peça aos alunos para fazerem a mesma coisa com a fita adesiva, carregando um pedaço esfregando na lã. Então, eles devem carregar o balão com o filme plástico e testá-lo aproximando das outras superfícies. Deixe-os usar o balão carregado para mover uma régua sobre um relógio virado de cabeça para baixo, trazendo o balão para perto sem tocar na régua. Alta umidade afeta esse experimento.
Régua sobre relógio
Balões carregados eletricamente se atraem a objetos neutros por indução, ou seja, as cargas no objeto neutro são redistribuídas para que as mesmas cargas sejam atraídas e as cargas opostas sejam repelidas. Nos objetos condutores as cargas se movem pelo condutor. Nos não-condutores, as cargas positivas e negativas são tiradas das suas posições em equilíbrio, criando um dipolo. Leia mais sobre eletrização.
4. Separadores eletrostáticos
Materiais: Sal, Pimenta em pó, Copo, Objeto carregado eletricamente (ver experimentos acima)
Procedimento: Misture sal e pimenta em pó em um copo e coloque um pouco da mistura sobre uma superfície lisa. Com um pente/balão/régua carregado, aproxime-o da misture, um centímetro acima dela. Peça aos alunos para descreverem o que observam. Acrescente água à mistura e repita o experimento. Pergunte: O que aconteceu? Como você pode explicar essa diferença (caso haja alguma)?
Este é um método usado para separação de misturas através de forças magnéticas, comuns em indústrias que lidam com minérios.
5. Gravidade ou eletrostática?
Materiais: balão, roupa de lã
Procedimento: Um balão é carregado esfregando-o em lã. O lado carregado do balão é colocado próximo de um fino fio corrente de água da torneira. Quando o balão está a 2-3cm do fio de água, a água se move para longe do balão. Pergunte: É a força da gravidade que causa isso? É uma força eletrostática que causa isso? Ou algo mais? Justifique sua resposta de qual é o fenômeno que causa essa reação.
6. Energia Térmica
Material: elástico de borracha grosso
Procedimento: a) Dobre o elástico repetidas vezes, durante aproximadamente 25 vezes e rápido. b) Gentilmente aproxime o elástico do seu queixo. Pergunte à turma o quê eles perceberam.
O elástico esquentou. As dobraduras criaram fricção entre as moléculas do elástico. A energia do movimento das suas mãos se tornou energia dentro do elástico.
7. Eletroscópios de pêndulo eletrostático
Material: Eletroscópio de pêndulo eletrostático é um suporte com um fio de material isolante, pendurando uma esfera leve feita ou coberta de um material condutor. A esfera reage a objetos carregados.
Fonte: http://projetoeletroscopio.blogspot.com.br/
Procedimento: Dois eletroscópios desse tipo estão presos por uma corda de forma que as duas bolas se tocam (ou apenas adicione mais um fio com esfera no mesmo suporte). Uma régua de plástico que foi carregada sendo esfregada em lã é trazida próxima das esferas. Observa-se o seguinte: Em um primeiro momento, as bolas se movem na direção da régua. Em seguida toque a régua nas bolas. Depois de alguns segundos, a régua é repelida e as duas bolas se separam por um tempo. Pergunte se algum aluno sabe explicar o que ocorreu. Pergunte se há alguma forma (mudando variáveis) de, no final da demonstração, as bolas se atraírem ao invés de se repelirem.
8. Distribuição de Massa
A distribuição da massa de um objeto determina a posição do seu centro de gravidade, seu momento angular e sua habilidade de equilíbrio.
Materiais: Cabo de vassoura, Argila de modelar
Procedimento: a) Coloque um pedaço de argila a 30cm do fim do cabo. Faça uma bola e enrole-a no cabo de vassoura. b) Tente equilibrar o cabo de vassoura na sua mão com a parte com argila voltada para baixo. c) Agora vira o cabo ao contrário (a parte com argila voltada para cima) e tente equilibrá-lo novamente. d) Chame alunos voluntários para tentarem a demonstração.
O cabo gira mais devagar com a argila em cima, dando mais tempo para você equilibrá-lo, Quando a argila está embaixo, o cabo tem menos inércia rotacional e cai mais rápido. Quanto mais longe a argila estiver do áxis de rotação (sua mão), maior a inércia rotacional. Um objeto com uma grande massa possui bastante inércia, sendo difícil mudar o movimento rotacional de um objeto com alta inércia rotacional.
Também é possível sentir a mudança na inércia fazendo o seguinte: Segure a extremidade do cabo que está próximo da argila e segure o cabo verticalmente. Rapidamente gire sua mão para um lado e para o outro, fazendo o mesmo com o cabo. A seguir, segure o cabo verticalmente na extremidade mais afastada da argila e repita o movimento. A massa do cabo não mudou, mas a distribuição da massa relacionada a sua mão mudou.
Referências
– Exploratorium.edu
– Nye Labs
– Scope, Sequence and Coordination by the National Science Teachers Association
