Mergulhador cartesiano c/canudo 02

Mergulhador cartesiano com canudo de refrigerante

Essa experiência é conhecida como “mergulhador cartesiano”. O princípio de funcionamento é muito parecido com o submarino, que nada mais é do que um meio de transporte que consegue viajar sob e sobre as águas.

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 sobe.

Esse mergulhador cartesiano segue o mesmo princípio. Como as pontas do canudo estão abertas a água consegue entrar e sair.

Quando apertamos a garrafa aumentamos a pressão atmosférica dentro dela e isso faz com que o ar dentro do canudo fique mais comprimido. De modo bem grosseiro podemos dizer que o ar diminui seu tamanho e nesse caso entra um pouco de água dentro dele.
    
Quando paramos de apertar à garrafa a pressão atmosférica volta ao estado normal. Com menos pressão o ar volta ao seu tamanho original, consequentemente aquela água a mais sai do canudo, ele fica mais leve e volta a flutuar.

Mergulhador cartesiano com canudo de refrigerante

Nessa experiência nós usamos um canudo de refrigerante sanfona fino e um clipes tamanho 2.0. O diâmetro e o tamanho do canudo, bem como o tamanho do clipes influenciam esta experiência. Então, leia as dicas abaixo antes de começar a preparar seu “mergulhador” cartesiano.
    
Importante: se possível use um canudo sanfona fino e um clipes tamanho 2.0 e siga as orientações do passo a passo.

Para cortar o canudo, meça 2 cm a partir do fim da sanfona (dos dois lados do canudo) e corte com a tesoura.
    

A ponta mais larga do clipes pode não encaixar no canudo. Nesse caso você terá que desamassar a ponta do clipes para deixá-la mais fina.
    

    
Importante: o procedimento inverso tem que ser feito se o canudo for muito grosso.

Use um copo com água para testar se o seu mergulhador está funcionando.

O canudo precisa boiar na água com a ponta do clipes virada para baixo. Se o canudo boiar na posição horizontal o “mergulhador” não vai funcionar.
    
Se o canudo boiar na posição horizontal você terá que aumentar o peso ou diminuir o tamanho do canudo. Uma opção é encaixar mais um clipes no canudo.
    
Importante: na imagem acima, o mergulhador feito com o canudo azul não vai funcionar.
    
Importante: com 2 clipes o "mergulhador" feito com o canudo azul funciona.

Se o canudo afundar no copo com água é porque o peso está muito grande, nesse caso você pode:
1) Usar um alicate e cortar um pedaço do metal do clipes para diminuir seu peso;
2) Cortar um pedaço maior do canudo. Nesse caso a quantidade de ar dentro do canudo será maior e por isso ele deve conseguir flutuar.
    

Se não tiver canudo sanfona pode usar canudo normal, é só cortar o canudo com 6 cm e dobrá-lo ao meio.
    

Quanto maior a garrafa mais legal é a brincadeira (experiência científica).

Mergulhador cartesiano com canudo de refrigerante

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.

Em 1968, os pesquisadores George Land e Beth Jarman realizaram uma reveladora pesquisa sobre criatividade com um grupo de 1.600 jovens nos EUA com base em testes usados pela NASA para seleção de cientistas e engenheiros.

Resultado

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 a garrafa estiver bem cheia d’água e 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, densidade, pressão atmosférica, exemplificar como funciona um submarino etc.

Outros exemplos de mergulhador cartesiano par 

Um pedaço de canudo de refrigerante com 5.5 cm e cola quente nas duas pontas para impedir a saída do ar. Prenda 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.

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.