Hidrodinâmica - colher de plástico

Hidrodinâmica Princípio de Bernoulli com colher de plástico

Se alguém perguntar o que acontece se você colocar uma colher em um fluxo de água é bem provável que a resposta seja: “a colher será empurrada pela água”.

Mas, isso não é verdade, a colher provavelmente vai ficar grudada em fluxo de água, como se estivesse sendo atraída pela água.

Esse interessante fenômeno é explicado pelo Princípio de Bernoulli.

Daniel Bernoulli

O Princípio de Bernoulli afirma que um líquido ou um gás perdem pressão quando a sua velocidade aumenta. Os aviões conseguem voar porque o fluxo de ar que passa sobre suas asas diminui a pressão atmosférica do lado de cima e isso faz com que o avião saia do chão.

Nessa atividade a colher estava em repouso presa por um fio e a água estava em movimento. Repare como a água corre ao redor do corpo da colher.
    

Quando um fluido (água) está em movimento criam-se dois tipos de pressão. A pressão exercida na direção e no sentido do fluxo, que é conhecida como pressão cinética e a pressão exercida na direção perpendicular ao fluxo (a pressão hidrostática).

De acordo com o princípio de Bernoulli, a pressão cinética aumenta com o aumento da velocidade do fluxo, enquanto a pressão hidrostática exercida na direção perpendicular ao fluxo diminui. Podemos ver na imagem abaixo, correspondente ao experimento, que ao lado da colher existe um fluxo de água que a tangencia. Do outro lado da colher, todavia, há apenas ar em repouso.
    
Importante: quanto mais forte o jato d'água com mais força a colher vai ficar presa.

Hidrodinâmica Princípio de Bernoulli com colher de plástico

Uma embalagem com 50 colheres de plástico custa em média R$ 3,00.

Uma experiência interessante é pedir para as crianças colocar a colher com o lado da frente virado para a água e ver se alguém tem alguma teoria do porque a colher não fica presa.

(Exatamente por causa do formato das costas da colher que ela consegue ficar presa em um jato d’água. É por esse mesmo motivo que a asa do avião tem aquele formato específico, é para fazer com que a passagem do ar diminua a pressão atmosférica do lado de cima da asa fazendo com que o avião fique mais leve e suba.)

A asa de um avião é reta em baixo e curvada em cima.

Use uma colher de plástico média ou grande. Nós fizemos a atividade com uma colher pequena e o resultado não foi muito bom.

Não precisa ter todo o trabalho de prender o barbante e a colher em uma régua. Você pode fazer essa experiência segurando o barbante preso na colher.

O melhor lugar para fazer essa experiência é no tanque usando um balde embaixo da torneira para aproveitar a água em alguma outra atividade, como, por exemplo, lavar roupa, regar as plantas, etc.

Essa experiência funciona melhor com uma bolinha de ping pong ou de isopor presa em um fio de linha.
    

Uma forma de fazer essa experiência sem desperdiçar água é:

1) o professor faz a experiência com água mostrando para os alunos o que acontece;
2) o professor usa um secador de cabelo para produzir o jato de ar e fazer a experiência com os alunos;

Além de não desperdiçar água o professor consegue mostrar para os alunos que o fluxo de água e ar tem o mesmo resultado (Princípio de Bernoulli).

Se a colher não ficar presa na água provavelmente é porque:

1) o jato de água está muito franco;
2) a colher (o barbante) está muito longe do jato d'água;
3) a colher é muito pesada;
4) você não está encostando as costas do colher no jato d'água.

Hidrodinâmica Princípio de Bernoulli com colher de plástico

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.

Professores
Essa experiência pode ser utilizada como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
Ciências ou Física – pressão atmosférica, pressão hidrostática, pressão cinética, Princípio de Bernoulli, etc.