Tensão Superficial com agulha

Tensão Superfical a agulha não afunda na água

A agulha não afunda por causa da força da tensão superficial da 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: nas imagens acima eles não estão flutuando, repare que o mosquito e a agulha 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, a agulha não afunda porque o seu peso e formato permitem que ela permaneça sobre a superfície sem romper a camada elástica formada 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 uma agulha na água ela vai afundar. Ao contrario da madeira a agulha só não afunda se tiver o peso certo, o formato certo e se for colocada sobre a água da forma certa.
    

Tensão Superfical a agulha não afunda na água

O garfo não é necessário, você pode empurrar o papel para debaixo da água usando o dedo indicador.

O garfo pode ser usado no lugar do papel para colocar a agulha sobre a água.

    
Importante: mergulhe os dentes do garfo na água bem devagar.

Depois que a agulha estiver sobre a água você pode molhar a ponta de um palito de dente no detergente e "furar" a água com a ponta desse palito. Fazendo isso a agulha vai afundar e você não vai mais conseguir colocar a agulha sobre a água, a não ser que a água do copo seja trocada. Isso acontece porque o detergente (sabão) diminui a força da tensão superficial e a camada elástica sobre a água não tem força suficiente para conseguir segurar a agulha.
    

A agulha não pode ser muito grande, do contrário a força da tensão superficial da água não vai conseguir segurá-la.

Se não tiver guardanapo de papel pode usar papel higiênico. Não funciona com qualquer papel, como, por exemplo, papel sulfite. Tem que ser um papel que absorva rapidamente a água e afunde com facilidade.
    

O legal dessa atividade é olhar a agulha bem de perto para ver como ela "dobra" a água, que é um efeito diferente de flutuar.
    

Essa atividade também pode ser feita com clipes de papel ao invés de uma agulha.

Tensão Superfical a agulha não afunda na água

Pais
Sempre que possível faça a experiência ou brincadeira junto com seu(s) filho(s). Explique porque essas coisas acontecem, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.
Essa experiência é excelente para aguçar a curiosidade da criança. Peça para ela olhar bem de perto e observar como a agulha dobra a água.

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências – para explicar o que é uma molécula ou átomo.
Física - quando falar tensão superficial dos líquidos.