A água não sai do copo 1

A água não sai do copo 1

Por que a água passa pelos furos da meia para entrar no copo, mas não passa pelos furos da meia quando o copo está de cabeça para baixo?

A água passa pela meia e entra no copo porque não existe uma força que a impede, pelo contrário, a força da gravidade empurra a água para baixo fazendo com que ela passe pelos pequenos orifícios do nylon, além disso, a água quando está entrando no copo pressiona apenas uma pequena área do nylon.

Existe uma força chamada “tensão superficial” que cria uma “camada elástica” na superfície da água em cada furo da meia, isso ajuda a segurar a água. Mas essa não é a única força que impede a água de sair.

O ar que está ao redor do copo exerce uma força em todos os sentidos, inclusive de baixo para cima. Essa força se chama pressão atmosférica e ela também ajuda a impedir que a água passe pelos furos da meia de nylon quando o copo está de cabeça para baixo.

Forças que ajudam a segurar a água dentro do copo.

Pressão Atmosférica: é a pressão exercida pela camada de moléculas de ar sobre o nosso planeta. Embora o ar seja extremamente leve ele não é desprovido de peso, por exemplo, estando no nível do mar o corpo de um ser humano adulto sofre uma pressão externa de aproximadamente 10 toneladas de peso.
A pressão atmosférica é medida por meio de um equipamento conhecido como barômetro. As diferenças de pressão têm origem térmica estando diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar. A altitude também influencia, quanto maior a altitude menor a pressão e vice versa.
Nós não sentimos esse peso e também não somos esmagados por ele porque a pressão atmosférica também está dentro do nosso corpo exercendo uma força de dentro para fora. É como a brincadeira do cabo de guerra, forças iguais se anulam e essa teoria serve para explicar tanto para a pressão atmosférica quanto para a tensão superficial na água.

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 impedindo alguns objetos ou seres vivos de afundar.
    
Importante: eles não estão flutuando, repare que o clipe de papel e o 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, mas isso não acontece com as moléculas que estão na superfície do líquido. Veja a ilustração abaixo.

A água é formada juntando 2 átomos de hidrogênio e 1 átomo de oxigênio. Esses 3 átomos, quando estão juntos, formam uma molécula de 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 as forças das duas se anulam.

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. É essa força de atração que cria a camada elástica capaz de suportar o peso de alguns objetos e insetos.
         

Embora seja feito de metal, o clipe não afunda porque o seu peso e formato permitem que ele permaneça sobre a superfície sem romper a camada elástica formada criada pela força da tensão superficial.

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

Força de Coesão: são forças moleculares de atração que fazem com que as moléculas do próprio líquido (água) fiquem unidas.

Força de Aderência: também conhecida como força de adesão, é uma força atrativa que atua entre um líquido e a superfície de um sólido quando estes estão em contato direto.

A água não sai do copo 1

Se alguma coisa der errada existe o risco de molhar toda a casa, então, faça essa experiência na pia da cozinha, na pia do banheiro ou no quintal de casa.

Colocar a mão sobre a boca do copo antes de virá-lo de cabeça para baixo é mais seguro.

A meia de nylon é mais fácil de encontrar em casa, mas se for possível use uma tela de mosquiteiro para fazer essa experiência. Como a trama é mais larga fica mais fácil para as crianças visualizarem a tensão superficial reter a água nos furos da tela.
    

O copo (de cabeça para baixo) precisa ficar bem reto, se ele ficar inclinado a água fará mais peso sobre uma quantidade menor de furos e isso fará com que a água saia do copo.
   
Certo                                                     Errado

A água não sai do copo 1

Pais
Sempre que possível faça experiências científicas junto com seu(s) filho(s). Além de ser divertido (para os dois) é uma ótima forma para apresentar conteúdos que a criança verá na escola.
Explique “por que” essas coisas acontecem e deixe a criança repetir a experiência sob sua supervisão, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Professores
Essa experiência pode ser usada para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre forças ou pressão atmosférica.

Com crianças pequenas é legal fazer essa experiência como se fosse um truque de mágica e depois entrar nas explicações.

Perguntas que podem ser feitas para despertar a curiosidade dos alunos: se o ar pesa porque não sentimos o seu peso? Por que a pressão atmosférica é menor em lugares mais altos? Por que os times de futebol do Brasil não gostam de jogar na Bolívia?