Flutuabilidade versus atrito

Flutuabilidade dos corpos versus atrito

Esse experimento está relacionado com os fenômenos da flutuabilidade dos corpos (Princípio de Arquimedes) e com o atrito.

Explicando de forma bem simplificada - se colocarmos um tijolo dentro da água ele vai afundar, mas se colocarmos uma placa de isopor ela vai flutuar.

Sem entrar em maiores detalhes em relação ao Princípio de Arquimedes, nos dois casos, tanto com o tijolo como com a placa de isopor, a água faz força para cima empurrando os dois objetos em direção a superfície. No caso do tijolo a água não tem força para evitar que ele afunde, mas no caso da placa de isopor as moléculas da água conseguem suportar seu peso.

O mesmo acontece fora da água. Se pegar dois balões com o mesmo tamanho, um cheio de ar e outro cheio de gás hélio (mais leve que o ar), o balão com ar vai cair em direção ao solo enquanto que o balão com gás hélio vai subir (flutuar).

Ou seja, o balão com gás hélio (mais leve que o ar) consegue flutuar porque o ar que está ao redor dele sustenta seu peso (como a água sustenta o peso da placa de isopor).

Ao invés de usar água, tijolo e placa de isopor vamos substituir por grãos de arroz (água), bola de gude (tijolo) e bola de ping pong (placa de isopor).

Nessa experiência, usando grãos de arroz e 2 bolinhas, é importante lembrar que a bola de gude é mais pesada que os grãos de arroz enquanto que a bola de ping pong é mais leve. Se fizer bolinhas do mesmo tamanho usando grãos de arroz você pode comprovar que a bola de gude será mais pesada que a bola de grãos de arroz e a bola de ping pong será mais leve.

Se colocar as duas bolas (gude e pinp pong) sobre os grãos de arroz elas não vão afundar porque o atrito entre os grãos é forte o suficiente para segurar as duas bolinhas.
    

Mas, se os grãos de arroz estiverem em movimento a força de atrito entre eles diminui. É por esse motivo que a bola de gude (mais pesada que os grãos) afunda e a bola de ping pong (mais leve que os grãos) sobe.
    

Flutuabilidade dos corpos versus atrito

Quanto maior e mais pesada a bola de gude melhor. Se possível use uma bola de aço.

Se a bola de gude for pequena pode acontecer que ela consiga "escalar" o arroz da mesma forma que a bola de ping pong. Para não correr riscos na hora de fazer a experiência o ideal é usar uma bola de gude grande ou uma bola de aço.

O frasco, recipiente ou copo onde estará o arroz não pode ser muito fino, do contrário não vai existir espaço para o arroz conseguir se mover na parte de baixo do recipiente.
    
certo                                                       errado

Se o recipiente for muito fino, quando você balançar, apenas o arroz na parte de cima vai se mover. O ideal é usar uma tigela. Quanto maior o espaço para o arroz "balançar" melhor.

Não coloque muito arroz dentro do recipiente (pelo mesmo motivo acima). Coloque uma quantidade suficientemente para cobrir a bolinha de ping pong.
    
Se usar uma quantidade grande de arroz, a pressão e o atrito vão impedir que os grãos de arroz (na parte de baixo do recipiente) consigam se mover.

Ao invés de balançar o recipiente, segure a parte de baixo e a de cima com a palma das mãos e faça movimentos de subir e descer.

Pode fazer essa experiência com diferentes materiais, por exemplo, no lugar do arroz usar milho, feijão ou areia.

Flutuabilidade dos corpos versus atrito

Pais
Sempre que possível faça atividades manuais junto com seu(s) filho(s) como construir um brinquedo, fazer dobraduras de papel, experimentos científicos, truques de mágica, etc. Aproveita para explicar os detalhes da atividade, por exemplo, porque “essas coisas acontecem”, quem inventou, onde “isso” é usado, etc. Essas informações vão ajudar a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança. Os detalhes sobre as atividades estão nas abas “dicas”, “porque acontece” ou “sugestão didática”, nessas abas sempre vai ter alguma informação que pode ajudar pais e professores a despertar o interesse das crianças.

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 dessas etapas 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 (nunca se esqueça de que aos olhos de uma criança os pais são super-heróis). A autoestima da criança vai aumentar quando ela conseguir fazer uma atividade “sozinha” (se os pais derem uma “ajudinha” não atrapalha em nada essa etapa do processo de desenvolvimento). Então pais, façam uso desse site para pesquisar atividades que sejam do agrado da criança, por exemplo, algumas gostam mais de experiências cientificas, outras gostam mais de brinquedos, outras de desafios, etc. Não importa o tipo da atividade, o importante é ensinar e ajudar a criança a fazer uma atividade criativa.

O site PPeP possui um sistema de buscas baseado em variáveis, por exemplo, imagine que você queira fazer uma atividade, não importa qual atividade, mas que ela utilize água, ou papel, ou barbante, ou uma tampa de garrafa, nesse caso você seleciona no campo “Material” o que gostaria que a atividade usasse e clica no botão buscar. Depois de fazer isso o número de “links” de atividades (do lado esquerdo da tela) vai diminuir porque o sistema só vai mostrar as atividades que usam o material que você selecionou.

Escolhendo apenas o material vão continuar aparecendo os “links” de muitas atividades, então você pode aumentar o número de variáveis nessa pesquisa escolhendo, por exemplo, se a atividade é fácil ou difícil, o tempo que demora para fazer a atividade, se você quer um brinquedo, desafio, brincadeira, experiência científica, etc. É só escolher o que deseja localizar nos campos das variáveis e depois clicar sobre o botão “buscar”. Mas, se colocar muitas variáveis pode ser que o sistema não localize nenhuma atividade, nesse caso você pode desmarcar uma ou mais variáveis ou clicar sobre o botão “limpar” para apagar todas as variáveis escolhidas anteriormente.

Qualquer dúvida use a opção “Fale conosco” disponível no “Menu” do site. Fique a vontade para 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/Física – quando falar sobre atrito, densidade, flutuabilidade dos corpos, princípio de Arquimedes, etc.
História – quando falar sobre Arquimedes.

Pergunta para os alunos

Se pressionar o arroz que está sobre a bola de ping pong antes de balançar o recipiente ela vai conseguir subir ou não? Por quê?

Se o recipiente onde está o arroz e as bolinhas for estreito (pequeno) a bola de gude vai conseguir afundar e a bola de ping pong vai conseguir subir? Por quê?

Faça uma experiência diferente com os alunos

1) coloque a bola de ping pong dentro do recipiente;

2) coloque arroz no recipiente para cobrir a bolinha;

3) coloque a bola de gude sobre o arroz;

4) balance o recipiente e observe o que acontece. A bola de gude desce e a de ping pong sobe.