Pêndulo da coragem

Pêndulo da coragem

A melhor forma de explicar essa experiência é assistir o vídeo do Professor Walter Lewin que montou um pêndulo usando uma bola de 15,5 kg para mostrar aos alunos a “Lei da Conservação de Energia”.
    
https://www.youtube.com/watch?v=mhIOylZMg6Q

Em mecânica, um pêndulo simples é um dispositivo que consiste numa massa puntiforme presa a um fio inextensível que oscila em torno de um ponto fixo. O braço executa movimentos alternados em torno da posição central, chamada posição de equilíbrio. O pêndulo é muito utilizado em estudos da força peso e do movimento oscilatório. (Fonte: Wikipedia https://pt.wikipedia.org/wiki/P%C3%AAndulo)

O Professor Lewin aproximou a bola de seu queixo e soltou. Como o pêndulo faz um movimento de vai e volta à bola voltou, mas não chegou a encostar no queixo do Professor. Por quê?
    

Em física, a “Lei ou Princípio da Conservação de Energia” estabelece que a quantidade total de energia em um sistema isolado permanece constante.
(Fonte: Wikipedia https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_da_conserva%C3%A7%C3%A3o_da_energia)

Ou seja, se a quantidade de energia em um sistema isolado permanece constante, a energia que o pêndulo usa para ir não pode ser maior que ele usa na hora de voltar. Isso quer dizer que a bola, na experiência do professor Walter Lewin, poderia no máximo encostar no queixo dele que foi o local de onde ela partiu, mas jamais poderia voltar com força suficiente para bater no seu queixo.

A bola não chega a encostar no queixo do professor porque o atrito da corda e da bola com o ar faz com que o movimento do pêndulo perca um pouco da energia inicial.

Nessa atividade, no vídeo gravado, eu fiz duas experiências. Na primeira apenas soltei a porca de metal e no movimento de volta ela chegou perto do tubo de cola. Na segunda experiência eu fiz um movimento com os dedos empurrando a porca para frente, ou seja, coloquei mais energia no movimento do que ele teria naturalmente se eu apenas soltasse a porca. Por esse motivo que na segunda experiência a porca acaba batendo e derrubando o tubo de cola no movimento de volta.
    

Soltando a porca ela não vai bater no tubo no movimento de volta.

    
Empurrando a porca para frente ela vai bater no tubo no movimento de volta.

Pêndulo da coragem

Não precisa ser uma "porca" de metal, pode ser uma pedra, uma bola de gude, etc.
    

Ajuste o nó do barbante para que fique bem no centro do "porca". Isso vai ajudar a manter o movimento do pêndulo em linha reta.
    
certo                                                       errado

Quanto mais pesado o objeto preso no barbante melhor, mas não pode ser muito pesado porque a estrutura da caixa, depois de recortada as laterais, não suporta muito peso.

Tem que prender o fundo da caixa com fita adesiva, do contrário o peso e o movimento do pêndulo vai derrubar o pêndulo.

Faça a experiência com 2 movimentos diferentes. O primeiro empurrando a "porca" e o segundo apenas soltando a "porca". Nos dois casos a "porca" precisa estar encostada no tubo de cola no início do movimento do pêndulo.
    
   
Importante: empurrando a porca ela vai bater no tubo de cola na volta.

    
    
Importante: soltando a porca ela não chega a encostar no tubo de cola na volta.

Se não tiver um tubo de cola pode imprimir, recortar e montar um alvo de papel. Ele é um ótimo substituto para o "corpo" que vai soltar o pêndulo.

Se possível mostre para as crianças o vídeo com a experiência original do "pêndulo da coragem" https://www.youtube.com/watch?v=mhIOylZMg6Q. Nesse experimento é normal usar uma bola de boliche. Se quiser reproduzir esse experimento na escola sugiro usar uma bola, pode ser de basquete ou futebol, só precisa ser um pouco pesada. (Fonte: o vídeo é uma experiência realizada pelo Professor Walter Lewin)
    

Mas, muito cuidado, a bola (peso) precisa ser simplesmente solta, não pode ser empurrada, do contrário ela vai atingir o rosto de que estiver fazendo o experimento.

Pêndulo da coragem

Pais
Sempre que possível ensine ou faça junto com seu(s) filho(s) atividades manuais como construir brinquedos, fazer dobraduras, experimentos científicos simples, truques de mágica, etc. Explique os detalhes da atividade, como, por exemplo, porque as coisas acontecem, quem inventou, onde é usado, etc. Isso vai ajudar a desenvolver a curiosidade, criatividade e a autoestima da criança.

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
Esse brinquedo pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências/Física – quando falar sobre movimento, pêndulo, conservação de energia, etc.
História – quando falar sobre Isaac Newton e as Leis de Movimento.