Aeolipile - garrafa giratória

Garrafa giratória Aeolipile

O que move a garrafa/prato é a pressão da água escapando através dos canudos de refrigerante.

A água se move através dos canudos porque a pressão atmosférica empurra a água para baixo, como existe uma saída (os canudos) ela acaba escapando por ela.

A água sai com força suficiente para empurrar o prato, mas como os canudos estão no centro da garrafa e somando-se a isso o prato é redondo, o resultado é que ele vai girar sem sair do lugar.

Aeolipile
É provável que ele tenha sido o primeiro motor da história. Essa experiência foi realizada a aproximadamente 2 mil anos atrás por um grego chamado Eron de Alexandria (10 d.C. – 70 d.C).

A “aeolipile” consiste de um recipiente (fechado) com água com uma esfera colocada sobre apoios de modo que consiga rodar sobre o seu eixo. Além disso, existem dois canudos opostamente dobrados ou curvados que se projetam a partir da esfera.

Uma chama aquece a água dentro do recipiente, a água é transformada em vapor e sobe em direção a esfera.

Como o vapor ocupa mais espaço que o ar que estava dentro da esfera, a pressão atmosférica aumenta e começa a escapar pelos canudos.

Os canudos no centro da esfera, mas apontando em direções diferentes, começam a produzir forças ao longo de diferentes linhas de ação perpendiculares ao eixo dos rolamentos, os impulsos se combinam para resultar em um momento de rotação fazendo com que a esfera comece a girar em torno do seu eixo.

Garrafa giratória Aeolipile

Cuidado: essa atividade usa cola quente e ela pode causar queimaduras graves, por esse motivo a cola quente só deve ser usada com o acompanhamento de um adulto responsável. Quando precisar desse tipo de cola use sempre a pistola de cola quente, trabalhar com ela é mais seguro.

O local (recipiente com água) onde o prato será colocado deve ser fundo o suficiente para que as pontas dos canudos fiquem do lado de dentro. Se for raso, as pontas dos canudos podem sair do recipiente e molhar o que estiver em volta.

Deixe as pontas dos canudos viradas para baixo. A criança não verá o jato de água, mas isso evita o problema da água ser jogada para fora do recipiente.

O prato não pode ser muito raso porque vai afundar com facilidade, também não pode ser muito fundo porque vai exigir que os canudos sejam colocados mais no alto da garrafa e isso vai exigir mais água na garrafa (mais peso para prato). O prato também não pode ser muito pequeno, do contrário não vai aguentar o peso da garrafa com água. Faça um teste, veja quanta água dentro da garrafa o prato consegue suportar antes de montar toda a atividade.
    

Prato de isopor funciona melhor que prato de plástico.

Corte a boca da garrafa, fica mais fácil para colocar água dentro dela.

É melhor fazer essa experiência com duas pessoas. Uma pode fechar as pontas dos canudos com os dedos enquanto que a outra enche a garrafa, ou pode ir colocando água continuamente para fazer a garrafa girar.

Use uma régua para medir a altura ideal dos furos na garrafa. Se o canudo encostar no prato (altura do furo) não tem problema, é até melhor que isso aconteça.
    

Não faça um furo muito grande na garrafa, quanto mais justo o canudo entrar nesse furo melhor para vedar as frestas depois (cola quente).

Antes da cola secar confirme se a posição dos canudos está correta. Os canudos podem sair da posição enquanto a cola está sendo aplicada.

Se o recipiente onde vai ficar o prato não for muito grande deixe as pontas dos canudos com o menor tamanho possível.
    

Coloque um pouco de cola quente nas pontas dos canudos para diminuir a passagem da água. Dessa forma a água vai sair com mais pressão e por mais tempo.
    

É melhor usar garra de água do que de refrigerante. Algumas dessas garrafas são mais finas, o que é melhor para essa experiência.

Garrafa giratória Aeolipile

Cuidado: essa atividade usa cola quente e ela pode causar queimaduras graves, por esse motivo a cola quente só deve ser usada com o acompanhamento de um adulto responsável. Quando precisar desse tipo de cola use sempre a pistola de cola quente, trabalhar com ela é mais seguro.

Pais
Sempre que possível faça experiências junto com seu(s) filho(s) e explique “por que” essas coisas acontecem. Isso com certeza ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre pressão atmosférica, ação e reação, movimento, inércia, etc.

Faça experiências diferentes, por exemplo, se colocar apenas um canudo na garrafa vai funcionar? E se colocar 3 ou 4 canudos? Se diminuir ou aumentar o tamanho dos furos (canudos) na garrafa?