Mergulhador cartesiano com palito

Mergulhador cartesiano com palito

Essa experiência é ótima porque é possível demonstrar que o peso, a massa, o volume e a forma são os responsáveis por fazer um objeto flutuar ou afundar quando são colocados sobre a água.

Por exemplo, nós aprendemos que a madeira flutua, mas nessa experiência a pressão atmosférica faz com que ela afunde na água.

Da mesma forma que aprendemos que um prego de ferro afunda porque é mais denso do que a água. Mas, se esse mesmo prego for amassado numa fina lamina e a ela for dada a forma de um barco, então o ferro vai flutuar.

Já o submarino consegue viajar sob e sobre as águas. Mas, como ele consegue fazer isso?

O submarino utiliza um equipamento chamado tanque de lastro. Quando ele quer afundar os tanques de lastro se enchem de água e o submarino afunda, quando querem viajar sobre as águas os tanques de lastro se enchem de ar. É muito simples, enchendo o tanque de lastro com água o submarino fica mais pesado e afunda, enchendo com ar ele fica mais leve e flutua.

O mergulhador cartesiano segue o mesmo princípio. A madeira do palito de fósforo está cheia de ar, mesmo quando ela é colocada dentro da água continua com ar no seu interior.

Quando apertamos a garrafa aumentamos a pressão atmosférica dentro dela e isso faz com que entre água entre as fibras da madeira ocupando o lugar onde antes estava cheio de ar. Com menos ar dentro da madeira ela fica mais pesada e afunda.

Quando paramos de apertar à garrafa a pressão atmosférica volta ao estado normal. Com menos pressão a água sai de dentro das fibras da madeira, ela fica mais leve e volta a flutuar.

Mergulhador cartesiano com palito

Feche bem a tampa para que o ar não escape quando a garrafa for pressionada.
    

Deixe a cabeça dos palitos quando for quebrá-los em pedaços. A sua cor, normalmente vermelha, fica mais fácil para as crianças observarem os palitos descendo e subindo dentro da garrafa.
    

Pode ser que você precise fazer força com as duas mãos para os palitos afundarem.

Outros exemplos de mergulhador cartesiano que costumam funcionar bem:

Um pedaço de canudo de refrigerante com 5.5 cm e cola quente nas duas pontas para impedir a saída do ar. Prende 2 clipes nesse canudo, o primeiro com fita adesiva e o segundo pendurado no primeiro. Esse formato ajuda a manter o equilíbrio do mergulhador quando é colocado dentro da garrafa com água.

Enrole um elástico pequeno numa tampa de caneta. A posição do elástico é muito importante, ele precisa ficar um pouco abaixo do meio da tampa para dar equilíbrio e impedir que a tampa vire e afunde. A tampa precisa estar na posição vertical (reta) no momento se ser colocada na água, coloque-a bem devagar, faça testes num copo com água antes de colocar esse mergulhador dentro da garrafa.

Recorte um pedaço de papel alumínio com 10 x 10 cm e amasse bem dando o formato de uma bolinha. Esse mergulhador precisa de uma pressão (aperto na garrafa) maior para que ele afunde, em alguns testes a garrafa precisou ser pressionada com duas mãos para funcionar.

Mergulhador cartesiano com palito

Pais
Sempre que possível faça uma experiência junto com seu(s) filho(s). A experiência científica é pura mágica para os olhos de uma criança, aproveite a oportunidade e explique “por que” e “como” essas coisas acontecem. Tenha certeza que isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Uma sugestão para pais e professores fazer a introdução ao assunto: comece apresentando como um truque de mágica. É só fingir que sua mão do lado de fora da garrafa controla o objeto que está dentro. Se o mergulhador cartesiano for bem sensível às crianças não vão notar que a garrafa está sendo pressionada com a outra mão.

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências ou Física – quando falar sobre flutuação dos corpos, empuxo, densidade, pressão atmosférica, exemplificar como funciona um submarino etc.

Ideia de atividade para fazer com os alunos

O mergulhador cartesiano pode ser usado como um barômetro. Mas, para fazer isso ele precisa estar bem sencível, ou seja, tem que ter o peso certo para afundar ao primeiro sinal de pressão na garrafa.

1) acerte o peso para que o "mergulhador" fique bem sencível;
2) pesquise a previsão do tempo, a experiência precia começar em um dia com previsão de chuva;
3) nesse dia, quando o céu estiver coberto de nuvens e antes de chover, você coloca o "mergulhador" dentro da garrafa e aperta bem a tampa (o "mergulhador" vai ficar na parte de cima da garrafa);
4) quando o tempo começar a melhorar o "mergulhador" vai afundar na garrafa;
5) quando estiver para chover o "mergulhador" vai subir novamente.

Iso acontece porque antes da chuva a pressão atmosférica fica mais baixa. Então, se você coloca o "mergulhador" na garrafa e fecha bem a tampa a pressão do lado de fora e do lado de dentro da garrafa vão estar equilibrados com a pressão baixa.

Quando o tempo começar a melhorar a pressão atmosférica vai aumentar, então ela vai pressionar a garrafa e o "mergulhador" vai descer.

Quando estiver para chover a pressão atmosférica vai diminuir novamente, então a garrafa vai deixar de ser pressionada e o "mergulhador" vai subir.