Tensão superficial - grampeador

Tensão superficial e menisco com grampeador

Os grampos não afundam por causa de um fenômeno conhecido como tensão superficial.
    

    
A Tensão Superficial é um efeito que acontece na camada superficial de um líquido, no nosso exemplo a água. Esse efeito cria uma camada elástica na superfície dos líquidos com força suficiente para evitar que alguns objetos afundem.

Essa camada elástica é tão resistente que alguns objetos ou seres vivos conseguem ficar sobre a água. Importante, observe que o mosquito não está flutuando, repare nas suas patas, da mesma forma que o clipes de papel as patas do mosquito estão curvando a água sem romper aquela camada elástica formada pela tensão superficial.
    

Esse efeito ocorre porque as moléculas no interior de um líquido são atraídas umas pelas outras em todas as direções.

           
A água é formada juntando 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Esses 3 átomos, quando estão juntos, formam a molécula da água – H₂O.

Existe uma brincadeira chamada cabo de guerra, é quando duas ou mais pessoas puxam as pontas de uma corda para disputar quem é mais forte. Mas, se as pessoas possuírem forças iguais, nenhuma das duas vai sair do lugar porque a força nas duas pontas da corda se anula.

É isso que acontece no interior dos líquidos. As moléculas são atraídas umas pelas outras em todas as direções, e isso faz com que a força de atração seja anulada.

Acontece que na superfície dos líquidos as moléculas são atraídas para baixo e para os lados, mas não para cima (na verdade são atraídas pelo ar, mas essa atração é muito fraca). É essa força de atração (para baixo e para os lados) que cria uma camada elástica capaz de suportar o peso de alguns objetos e insetos. 

    
Lembre: isso é diferente de flutuar. Se você jogar um pedaço de madeira na água ela vai flutuar, mas se você jogar um clipes na água ele vai afundar. O clipes só não afunda se tiver o peso certo, o formato certo e se for colocado sobre a água da forma certa.

Se pingar uma gota de detergente na água o clipes e os grampos vão afundar porque o detergente diminui a força da tensão superficial. É por isso que usamos detergente (sabão) para fazer bolhas. O detergente fornece a estabilidade necessária para água manter a forma de uma esfera.

Porque os grampos não encostam no vidro do copo se a água estiver abaixo da borda?
    
Importante: pode empurrar os grampos em direção ao vidro do copo que não vai adiantar, eles vão se afastar do vidro,

Porque os grampos grudam na borda do copo se a água estiver acima da borda?

    
Importante: pode mover os grampos para o centro do copo, depois de alguns segundos eles vão se mover e encostar novamente na borda.

Os dois fenômenos relatados acima, grudar na borda do copo ou se afastar da borda do copo acontecem por causa do "efeito menisco". Mas, isso eu explico em outras experiências, pesquisa no campo "Tema" por "efeito menisco".

Tensão superficial e menisco com grampeador

Lave o copo com água antes de fazer a experiência. Se o copo estiver com alguma sobra de sabão (da lavagem anterior) o grampo não vai conseguir ficar sobre a água.

Coloque o grampo sobre a água de lado. Se colocar o grampo na vertical é provável que ele rompa a camada elástica da água e afunde.
    

Se não tiver grampos (grampeador) você pode usar algum fio de metal bem fino, por exemplo, um fio elétrico, e fazer um aro ou dobrar as pontas do fio como um grampo. Um material que as pessoas costumam ter em casa e que funciona muito bem é a agulha de costura. Para colocar a agulha na água você pode usar um garfo: coloque a agulha sobre os dentes do garfo, depois você mergulha os dentes do garfo na água do copo, essa é uma forma fácil de colocar a agulha na água sem afundar.
    
Tem que usar algum objeto leve, mas não pode ser um objeto que flutue. Por exemplo, isopor, madeira, plástico não vão funcionar porque eles flutuam e essa experiência precisa de algo que afunde na água, mas que seja leve o suficiente para que a tensão superficial da água consiga segurá-lo.

Tensão superficial e menisco com grampeador

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.

Importante 1: o objetivo do site é disponibilizar ideias de atividades manuais para os pais fazerem junto com seus filhos. Mas, primeiro faça um teste, veja se você consegue fazer a atividade, se o resultado era o que você esperava, se você acha que seu(s) filho(s) vai(ão) gostar, depois disso você faz a atividade junto com a(s) criança(s).

A criatividade e a curiosidade das crianças serão incentivadas a partir da observação, elas precisam ver os pais fazendo as atividades (aos olhos das crianças pais = super-herói). A autoestima da criança vai aumentar quando ela conseguir fazer uma atividade (mesmo com a ajuda dos pais). Então pais, usem o site para pesquisar atividades que sejam do agrado da criança, por exemplo, algumas gostam mais de experiência cientifica, outras gostam mais de brinquedos, outras de desafios, etc.

O site possui um sistema de buscas com base em diversas variáveis, por exemplo, a pesquisa pode ser realizada com base no tipo de material, se a atividade é fácil ou difícil, quanto tempo que demora para fazer a atividade, se é um brinquedo, desafio, brincadeira, experiência científica, etc.

Qualquer dúvida use a opção “Fale conosco”, disponível no “Menu” do site. Pode perguntar, a resposta costuma demorar no máximo dois dias.

Importante 2: 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.

Fonte: https://www.creativityatwork.com/2012/03/23/can-creativity-be-taught/

Fonte: https://www.youtube.com/watch?v=ZfKMq-rYtnc

Resultado

Professores
Esse brinquedo pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências – para explicar o que é uma molécula ou átomo.
Física - quando falar sobre tensão superficial dos líquidos, efeito menisco, etc.