Canhão de batata

Canhão com caneta e batata

As duas pontas do tubo da caneta estão obstruídos por pedaços de batata. Esses pedaços de batata em contato com o tubo da caneta exercem uma grande força de atrito, ou seja, eles praticamente ficam grudados no tubo de plástico.

Acontece que entre os pedaços de batata nós temos ar dentro do tubo. Então, quando você empurra a batata através da ponta mais larga do tubo à pressão entre os dois pontos aumenta até que a ponta mais fina não consegue mais segurar a batata e ela é arremessada com muita velocidade para frente.
    

Resumindo: quando empurramos a batata através de uma das pontas do tubo o ar se comprime formando uma energia denominada potencial elástica. Quando a pressão dentro do tubo aumenta ao ponto de empurrar para frente o outro pedaço da batata o ar se transforma em energia cinética.

Energia potencial elástica
É a energia associada à deformação de um corpo, por exemplo, uma mola ou um elástico. Esses objetos tem a capacidade de alterar sua forma (esticar) e quando retornam a forma original liberam energia. Fonte: Wikipédia.

Energia cinética
É a energia relacionada com o estado de movimento de um corpo. Este tipo de energia é uma grandeza escalar que depende da massa e do módulo da velocidade do corpo em questão. Quanto maior o módulo da velocidade do corpo, maior é a energia cinética. Fonte: Wikipédia.

Canhão com caneta e batata

As canetas esferográficas costumam ter um furinho no centro do tubo para entrar ar. O furo é bem pequeno, mas se você fechar essa passagem de ar com cola ou fita adesiva a pressão (força) do lançamento vai aumentar um pouco.

Se não quiser imprimir e montar os alvos de papel você pode usar uma pilha de copos plásticos como alvo.
    

Corte uma fatia da batata com mais ou menos 1 cm de espessura.
    

Se possível use um palito de camarão para empurrar a batata dentro do tubo da caneta.
    
Se não tiver um palito de camarão pode usar a própria carga da caneta para empurrar a batata.

Palito de churrasco também funciona, o problema é se você precisar remover a batata que está dentro do tubo, porque o palito de churrasco não passa pelo furo mais fino do tubo da caneta.
    

O palito de camarão pode furar a batata dentro do tubo da caneta. Uma ideia para evitar esse problema é enrolar um pouquinho de algodão ao redor da ponta mais grossa do palito.

    
Coloque uma camada bem fina de algodão na ponta do palito. Isso vai ajudar a evitar que ele fure a batata que está sendo empurrada.

Brinque na cozinha ou no quintal de casa. A batata solta muita água e vai fazer sujeira se brincar dentro de casa.
    

Tem duas formas de lançar a batata usando esse canhão:

Lançando a batata com pouca força

1) Fure a batata com a ponta mais fina do tubo da caneta;
    

2) Depois fure a batata com a ponta mais grossa do tubo;

3) Use o palito para empurrar a batata através da ponta mais grossa;
    

4) Depois de lançar a batata, use a ponta mais grossa do palito para empurrar a batata através da ponta mais fina do tubo;
    

5) Fure novamente a batata com a ponta mais fina do tubo;

6) Use o palito para empurrar a batata através da ponta mais grossa;
    
7) Repita esse procedimento para fazer outros lançamentos.

Importante: a batata não é lançada com muita força porque ela foi recortada com a ponta mais fina do tubo. Então, não é necessário muita pressão para que a batata na ponta mais fina seja lançada para fora do tubo.

Lançando a batata com muita força

1) Fure a batata com a ponta mais grossa do tubo da caneta;
    

2) Use o palito para empurrar a batata até chegar perto da ponta mais fina;
    

3) Fure novamente a batata com a ponta mais grossa do tubo;

4) Use o palito para empurrar a batata através do furo mais grosso do tubo;

5) Depois que a batata for lançada, fure novamente a batata com a ponta mais grossa do tubo e use o palito para empurrar novamente a batata para frente;

6) A batata usada anteriormente para empurrar a munição agora passa a ser a munição;

7) Repita esse procedimento para fazer outros lançamentos.

Importante: a batata é lançada com muito mais força porque ela precisa se espremer para passar pelo furo mais fino, e isso exige muito mais pressão para o lançamento. Mais pressão é igual a um disparo mais forte.

Canhão com caneta e batata

Pais
Sempre que possível faça uma atividade pratica junto com seu(s) filho(s), pode ser um brinquedo, uma experiência científica, um desafio, etc. Explique como e porque as coisas funcionam ou porque elas acontecem. Isso vai ajudar a desenvolver a curiosidade e criatividade da criança.

Esse canhão é para brincar de derrubar alvos. Você pode colocar alguns copos plásticos a certa distância e brincar de acertar os alvos, ou pode imprimir o molde e recortar alvos de papel.

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

Professores
Esse brinquedo pode ser utilizado como atividade extracurricular para diversão dos alunos ou para ilustrar uma aula de:
História – quando falar sobre os castelos/fortalezas antes e depois da invenção do canhão.
Física/Ciências - quando falar sobre força, movimento, pressão atmosférica, tipos de energia, etc.

Temas para pesquisa dos alunos

1) Como que o ar pode ser utilizado como fonte de energia para a realização de trabalho?

2) O que acontece com o ar quando ele é submetido a grandes pressões?

3) Como o ar comprimido pode ser utilizado para impulsionar motores, martelos pneumáticos, puxar, empurrar ou realizar trabalho?