Prender a bola na boca da garrafa

Como prender a bola na boca da garrafa

No momento que a bolinha de ping pong é colocada sobre a boca da garrafa ela fica em contato com á água e com a borda da boca da garrafa.

No momento que a garrafa é virada de cabeça para baixo, algumas forças vão entrar em ação para evitar que a bolinha se solte e que a água saia da garrafa.

A primeira é a força da pressão atmosférica e depois vem as forças da tensão superficial e da coesão e adesão da água. 

Forças que ajudam a segurar a água dentro da garrafa.

Pressão Atmosférica: é a pressão exercida pela camada de moléculas de ar sobre o nosso planeta. Embora o ar seja extremamente leve ele não é desprovido de peso, por exemplo, estando no nível do mar o corpo de um ser humano adulto sofre uma pressão externa de aproximadamente 10 toneladas de peso.
A pressão atmosférica é medida por meio de um equipamento conhecido como barômetro. As diferenças de pressão têm origem térmica estando diretamente relacionadas com a radiação solar e os processos de aquecimento das massas de ar. A altitude também influencia, quanto maior a altitude menor a pressão e vice versa.
Nós não sentimos esse peso e também não somos esmagados por ele porque a pressão atmosférica também está dentro do nosso corpo exercendo uma força de dentro para fora. É como a brincadeira do cabo de guerra, forças iguais se anulam e essa teoria serve para explicar tanto para a pressão atmosférica quanto para a tensão superficial na 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: eles não estão flutuando, repare que o clipe de papel e o mosquito 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, o clipe não afunda porque o seu peso e formato permitem que ele permaneça sobre a superfície sem romper a camada elástica formada criada 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 um clipe na água ele vai afundar. O clipe só não afunda se tiver o peso certo, o formato certo e se for colocado sobre a água da forma certa.

Força de Coesão: são forças moleculares de atração que fazem com que as moléculas do próprio líquido (água) fiquem unidas, ou seja, uma molécula de água atraia a outra como se fosse um ímã.

Força de Aderência: também conhecida como força de adesão, é uma força atrativa que atua entre um líquido e a superfície de um sólido quando estes estão em contato direto. Na nossa experiência a água gruda na bolinha.

Como prender a bola na boca da garrafa

Cuidado: não apertar a garrafa quando a estiver virando de cabeça para baixo porque a bolinha vai se soltar.

O melhor local para segurar a garrafa é pelo fundo e pelo gargalo. Nesses dois locais o plástico é mais duro e você não vai conseguir pressionar a garrafa acidentalmente.

Encha a garrafa com água até a boca, ou então segure a bolinha até virar a garrafa de ponta cabeça, depois pode soltar que ela não vai cair.

Importante: não dá para virar a garrafa de volta com a boca para cima sem que a bolinha caia.

Se a bolinha estiver se soltando quando a garrafa é virada de cabeça para baixo pode ser por que:

1) a boca da garrafa tem alguma deformidade, pode estar torta ou tem um pequeno corte, por exemplo;
2) você não encheu a garrafa com água até a boca;
3) a bolinha pode ter algum defeito, pode estar torta ou amassada;
4) a bolinha não está fazendo contato com a boca da garrafa, nesse caso basta colocar a bolinha sobre a boca da garrafa e pressionar um pouquinho para baixo com a ajuda de um dedo, isso vai tirar o excesso de água e colocar a bolinha em contato com a água e a boca da garrafa.

Como prender a bola na boca da garrafa

Pais
Sempre que possível faça experiências científicas junto com seu(s) filho(s). Além de ser divertido (para os dois) é uma ótima forma para apresentar conteúdos que a criança verá na escola.
Explique “por que” essas coisas acontecem e deixe a criança repetir a experiência sob sua supervisão, isso ajuda a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Professores
Essa experiência pode ser usada para ilustrar uma aula de:
Física/Ciências - quando falar sobre forças como a de adesão e coesão da água ou pressão atmosférica.

Com crianças pequenas é legal fazer essa experiência como se fosse um truque de mágica e depois entrar nas explicações.

Perguntas que podem ser feitas para despertar a curiosidade dos alunos:
1) se o ar pesa porque não sentimos o seu peso?
2) por que a pressão atmosférica é menor em lugares mais altos?
3) por que os times de futebol do Brasil não gostam de jogar na Bolívia?