Objetivo
Mostrar a influência que o atrito
exerce sobre o movimento de um objeto.
Contexto
O Princípio da Inércia, ou
Primeira Lei de Newton, diz que "um objeto tende sempre a manter o seu
estado de movimento, este podendo também ser o de repouso, se não houver a ação
de forças externas". E o atrito, ou melhor, as forças de atrito, são na
maioria dos casos, as responsáveis pelo fato de que não se observa comumente um
objeto se deslocando continuamente sem a ação de uma outra força propulsora.
Este experimento serve para
mostrar que quando posto em movimento, um objeto desloca-se por distâncias
maiores se são removidas fontes de atrito. Quanto mais fontes se remover, maior
será a distância percorrida. Se removermos todas as fontes de atrito, então é
plausível que o objeto se desloque para sempre.
Idéia do
Experimento
O experimento consiste de um
disco de papelão preparado de tal modo que possa ser acoplado um balão de
borracha (bexiga) cheio de ar. Quando liberado, o ar contido na bexiga deve
sair pela parte de baixo do disco (aquela que fica em contato com a superfície
de um piso ou mesa).
Primeiramente usa-se o disco sem
o balão acoplado. Através de petelecos, tenta-se pôr o disco em movimento.
Observa-se a distância percorrida, que vai depender da rugosidade das duas
superfícies em contato: a do disco e a da mesa ou piso.
Ao se acoplar o balão e permitir
a saída do ar, o mesmo peteleco aplicado ao disco aumenta sensivelmente a
distância percorrida.
A idéia é explorar este aumento
de distância percorrida como conseqüência direta da diminuição do atrito entre
o disco e a superfície da mesa devido à camada de ar que existe agora entre as
duas superfícies. O atrito entre cada superfície e o ar é bem menor que entre
as duas superfícies.
No entanto, a inclusão do balão
traz uma nova fonte de atrito para o conjunto disco+balão, que é a resistência
do ar ao movimento do balão. O fato é que o atrito total do conjunto ainda é
menor que o atrito do disco sozinho. É por isto que aparatos mais sofisticados
que aproveitam "colchões" de ar e dispensam o uso do balão, são mais
eficazes.
Tabela do
Material
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Ítem
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Observações
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Um
pedaço de papelão
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Desse
tipo usado em embalagens grosseiras para artigos de supermecado.
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Cartolina
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Uma
caneta esferográfica
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Usamos
da marca BIC, sem necessidade da carga.
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Bexiga
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Fita
adesiva
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Cola
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Montagem
- Corte o papelão em forma de
disco, com um diâmetro aproximadamente de 10 cm e com um furo no centro de
aproximadamente 2mm de diâmetro.
- Corte três discos de
cartolina: o primeiro com aproximadamente 6 cm de diâmetro e um furo
central de 2mm de diâmetro; o segundo e o terceiro com 4 e 2 cm de
diâmetro, respectivamente, com furos centrais com o mesmo diâmetro do
corpo da tampa do fundo da caneta BIC (aproximadamente 4 mm).
- Cole o maior círculo de
cartolina, sobre o papelão, de forma que os furos centrais coincidam. Faça
um furo no fundo da tampinha vedante da caneta BIC (a tampinha do fundo da
caneta), com um alfinete com aproximadamente 2 mm de diâmetro. Cole a
tampinha de base para bixo sobre o primeiro pedaço de cartolina já colado
anteriormente, de forma a coicidirem os furos centrais. Encaixe e cole
sobre a tampinha o segundo e o terceiro discos de cartolina.
- Depois de colado e bem seco,
o conjunto ficará com o seguinte aspecto:
- Para vedação, cole um pedaço
de fita adesiva no furo existente no tubo da caneta.
- Prenda a bexiga no fundo do
tubo da caneta, também com fita adesiva. Toda vez que precisar encher a
bexiga, basta retirar o tubo da caneta do encaixe.
Esquema
Geral de Montagem
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