Barquinho de papel tradicional

Barquinho de papel (tradicional)

Porque alguns objetos afundam na água e outros flutuam?
    

A resposta técnica para essa pergunta é o “Princípio de Arquimedes” que afirma o seguinte: “todo corpo mergulhado num líquido recebe por parte do líquido a ação do empuxo, que é uma força dirigida verticalmente de baixo pra cima. A intensidade do empuxo é igual ao peso do volume do líquido deslocado”.

Traduzindo para uma resposta mais simples:
1) imagine um copo cheio de água até a boca;
2) se você colocar uma uva dentro do copo parte da água vai derramar, vai escorrer pela boca do copo;
3) isso acontece porque o volume dentro do copo aumenta, nesse caso é preciso somar o volume da água que já estava no copo mais o volume da uva que entrou no copo;
4) a quantidade de água que saiu do copo (quando a uva entrou) tem um peso;
5) a uva colocada dentro da água perde exatamente o mesmo peso da água que saiu do copo;
6) se o peso da água que saiu do copo for maior que o peso da uva ela vai flutuar na água, do contrário ela vai afundar.

Não é o peso que determina se um objeto afunda ou flutua, mas a sua densidade. Tudo que for mais denso que água vai afundar, tudo que for menos denso vai flutuar.

A densidade depende de como a massa do objeto se distribui no espaço. Por exemplo:
1) se você colocar uma chapa de isopor de 1 quilo na água ela vai flutuar;
2) se você colocar uma chapa de ferro de 1 quilo na água ela vai afundar;
3) mas, se você modelar a chapa de ferro de 1 quilo dando a ela o formato de uma bacia ela vai flutuar.

Tecnicamente a densidade pode ser descrita como a grandeza que relaciona a massa (m = matéria) de um material com o volume (v = espaço que ele ocupa) por ele ocupado e pode ser expressa pela seguinte fórmula d = massa / volume:

Densidade  =  massa (m)
                    ---------
                    Volume (v)

Ou seja, a densidade é igual a massa dividida pelo volume.

As rolhas flutuam porque a cortiça é menos densa que a água, o mesmo acontece com as tampas de garrafa.
    
Importante: a rolha é feita de cortiça e a tampa é feita de plástico. Se você encher a tampa com água ela vai afundar.

Voltando ao "Princípio de Arquimedes". Arquimedes era grego, foi professor de Alexandre o Grande e foi ele quem descobriu porque alguns corpos flutuam e outros afundam na água.

Uma curiosidade sobre Arquimedes: tecnicamente existem no mundo 6 máquinas simples (polia, parafuso, cunha, engrenagem, alavanca e a roda) que constituem, numa analogia, todas as demais máquinas mais complexas que foram inventadas desde o princípio da história da civilização (outras máquinas simples foram incluídas, como, por exemplo, a mola, o plano inclinado, etc.

Tabela de máquinas complexas a partir de máquinas simples

As máquinas simples são dispositivos que, apesar de sua absoluta simplicidade, trouxeram grandes avanços para a humanidade e se tornaram a base para todas as demais máquinas (menos ou mais complexas) criadas ao longo da história, como, por exemplo, o relógio que faz uso das engrenagens, o carro que faz uso da roda, polias, etc. (fonte Wikipédia)
O mais incrível é que das 6 máquinas simples ninguém sabe quem inventou a roda, mas sabemos que Arquimedes inventou 3 delas, a polia, a alavanca e o parafuso.

O princípio da alavanca foi descoberto por Arquimedes, o sábio de Siracusa, no século III a.C.

Existem muitas histórias interessantíssimas sobre Arquimedes, em uma delas ele afirma ao rei Hieron, de quem era amigo e aparentado, que, com uma dada força ele poderia mover qualquer peso; e, além disso, afirmou que se lhe fosse dado outra Terra, ele poderia pular para ela e mover a nossa, foi daí que provavelmente surgiu a famosa frase: “dê-me um ponto de apoio e eu moverei o mundo”.

O rei pediu para que ele fizesse uma demonstração movendo algum peso grande, mas usando uma pequena força. Arquimedes fez com que uma das galeras (navio) do rei fosse arrastada à praia; depois ordenou que nela entrassem muitos passageiros e muita carga; colocou-se sobre certa distância, e sem esforço visível, movendo apenas com sua mão a extremidade de um engenho que consistia em uma porção de cordas e polias, ele puxou o navio para ele tão suave e seguramente como se estivesse se movendo nas águas.

Diz a lenda que o rei Hieron  ficou tão maravilhado com esse feito que declarou: “Desde esse dia, Arquimedes deve ser acreditado em tudo o que diz”.

Barquinho de papel (tradicional)

Esse tipo de barco não se equilibra muito bem na água. Dobre a parte de dentro, dos dois lados, para fazer uma base plana. Isso vai dar equilíbrio para o barquinho de papel.
    

Use uma folha A4 ou A5 (metade de um A4) para fazer os barquinhos. O papel precisa ser um retângulo, não pode ser um quadrado.
    
A4 - 21,9 x 21 cm                                     A5 - metade do A4

O papel vai absorver a água e o barquinho vai afundar. Uma solução fácil é revestir o barquinho com filme de PVC.
    

Corte um pedaço de filme de PVC suficiente para dar uma volta ao redor do barco.
    

Dobre as pontas do filme para o lado de dentro do barquinho. Isso vai garantir que ele fique impermeável e não afunde.

Barquinho de papel (tradicional)

Pais
Sempre que possível faça uma experiência científica ou monte um brinquedo junto com seu(s) filho(s). Explique os detalhes de cada parte da montagem, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança. Aproveite para explicar porque as coisas acontecem.
Na hora de explicar o passo a passo, fale sobre as figuras geométricas que aparecem durante a dobradura, isso também ajuda a memorizar o passo a passo para construir o barquinho.

Uma ideia para brincar de apostar corrida
1) construa 2 ou 3 barquinhos;
2) coloque-os dentro de um recipiente grande com água;
3) ligue um ventilador atrás dos barcos. Aquele que chegar primeiro do outro lado do recipiente ganha a corrida.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

Professores
Essa atividade pode ser usada para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências – quando falar sobre densidade da água, flutuação, etc.
História – quando falar sobre Grécia Antiga, Roma Antiga, Arquimedes, etc.

Construa barcos com tamanhos diferentes e papeis diferentes, como jornal e revista. Isso ajuda a desenvolver a coordenação motora das crianças e também pode ser usado para explicar a capilaridade.