Levitação - bolinha de isopor e linha

Levitação com bolinha de isopor e linha

A bolinha flutua por causa do Princípio de Bernoulli.

Daniel Bernoulli foi um matemático holandês, membro de uma família de talentosos matemáticos, físicos e filósofos. Ele é particularmente lembrado por suas aplicações da matemática à mecânica, especialmente a mecânica de fluidos, e pelo seu trabalho pioneiro em probabilidade e estatística. Bernoulli foi o primeiro a entender a pressão atmosférica em termos moleculares. (Fonte: Wikipédia)

O Princípio de Bernoulli afirma que um líquido ou um gás perdem pressão quando a sua velocidade aumenta.

No nosso exemplo, o ar que sai do canudo dá a volta ao redor da bola e continua sua viagem. Enquanto a pressão se mantiver constante na coluna de ar e ao redor da bola o equilíbrio de forças manterá a bolinha no mesmo lugar (flutuando) evitando que ela se desvie para a esquerda ou para a direita.

1) a bolinha de isopor fica no centro de fluxo de ar que sai do canudo de refrigerante.
2) O ar que circula ao redor da bolinha, de acordo com o Princípio de Bernoulli, vai fazer com que a pressão atmosférica diminua onde ele está circulando.
3) É a menor pressão junto à superfície da bola que impede que ela se afaste do fluxo de ar.
4) Se a bola sofrer pequenos desvios, a diferença de pressão rapidamente fará com que ela volte a posição inicial.

Levitação com bolinha de isopor e linha

A linha não pode ser muito curta, o ideal é que ela tenha pelo menos 10 cm entre a ponta do canudo e a base da bolinha. Se a linha for muito curta a bolinha vai dar um tranco no momento que começar a subir fazendo com que ela cai na mesma hora.

Você não precisa passar a linha por dentro do canudo usando uma agulha. Você pode prender a ponta da linha do lado de fora do canudo. Mas, prenda a linha bem próxima da ponta do canudo.

As bolinhas de isopor, principalmente as menores, costumam ter uma saliência ao redor do centro. O ideal é que a bolinha seja uma esfera perfeita, então use uma lixa de unha para raspar e remover essa saliência no centro.

Encha bem os pulmões de ar antes de começar a assoprar.

Não assopre com força porque a bolinha vai ser arremessada para longe ao invés de flutuar acima do canudo. Assopre devagar até a bolinha começar a subir, aumente a força do assopro gradativamente para fazer com a bolinha suba, depois mantenha essa força de assopro o máximo que conseguir.

Você pode fazer essa experiência com a ponta do canudo num ângulo de 90^o graus, ou seja, com a ponta reta. Mas, se a ponta do canudo estiver inclinada a experiência também funciona porque a pressão do ar consegue segurar a bolinha mesmo com o canudo um inclinado (ângulo de 120^o graus). Com o canudo inclinado a experiência fica mais legal.

Se a bolinha for bem pequena você vai conseguir equilibrá-la na ponta do canudo. Mas, se a bolinha for muito maior que a boca do canudo você vai precisar cortar a ponta em 3 ou 4 partes para criar um apoio para a bolinha.
    

A linha tem que ser o mais leve (fina) possível, não use barbante porque não vai funcionar.

O nó na parte de cima da bolinha não pode ser muito grande porque vai desestabilizar o equilíbrio da esfera. O ideal é que você puxe a linha para baixo fazendo com que o nó entre e fique escondido dentro da bolinha de isopor.
    

Levitação com bolinha de isopor e linha

Pais
Sempre que possível construa o brinquedo junto com seu(s) filho(s). Explique os detalhes de cada parte da montagem, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Esse brinquedo é bom para exercitar os pulmões. Brinque com seus filhos disputando quem consegue manter a bolinha mais tempo no ar, ou quem consegue fazê-la flutuar mais alto.

Professores
Esse brinquedo pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Física - quando falar sobre pressão atmosférica, Princípio de Bernoulli, inércia, gravidade etc.
História – quando falar sobre Daniel Bernoulli, Santos Dumont (associar o princípio de Bernoulli com a invenção do avião) etc.