Água que gira não cai
Intro
01
02
Introdução
Seria possível girar uma caneca com água sobre a nossa cabeça sem
nos molhar?
Neste experimento mostraremos como.
Cadastrada por
Gianinni Machado Pelizer
Material - onde encontrar
em casa
Material - quanto custa
até 10 reais
Tempo de apresentação
até 10 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
Seguro
Materiais Necessários
*
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*
*
Uma caneca;
Um fio de barbante de aproximadamente 90 cm;
Tampinhas de garrafa;
Água.
Materiais.
Água que gira não cai
Intro
01
02
Passo 1
Montagens
Para fazer esse experimento, colocamos as tampinhas de garrafa dentro da caneca e, em seguida, giramos a caneca com o barbante.
Feito isso, trocamos as tampinhas por água e repetimos o procedimento. O vídeo abaixo mostra a realização do experimento. No vídeo utilizamos corante na água para facilitar as filmagens.
É importante, em ambos os procedimentos, observar que existe uma velocidade mínima para que nada
caia da caneca.
Vídeo.
Água que gira não cai
Intro
01
02
Passo 2
O que acontece
Uma caneca cheia de água não poderia ser colocada de cabeça para baixo sem que seu conteúdo caísse.
No entanto, quando a caneca atinge uma velocidade mínima e passa no ponto mais alto da trajetória com
essa velocidade a queda da água não é observada. Dentro de uma caneca girando a água sofre a ação de
duas forças: (i) a força de reação normal (Fn) produzida pelo recipiente sobre a água; (ii) a força peso
(P) da água devido à ação da força de atração gravitacional.
Juntas essas forças determinam a força resultante centrípeta que é necessária para que a caneca e a
água contida em seu interior executem um movimento circular.
A força peso está sempre na direção vertical e apontadando para baixo. A força de reação normal
apresenta diversas direções ao longo do movimento circular da caneca, mas está voltada para o centro
da trajetória circular quando o conjunto passa pelo ponto mais alto. Nessa posição, a força de reação
normal e a força peso reforçam uma a outra e juntas produzem a força centrípeta que mantém a água e
a caneca em movimento circular.
No ponto mais baixo, a força P está apontando para baixo, e a força Fn está apontando para cima. De
acordo com os princípios da Dinâmica, podemos ver que, nesse ponto, a força resultante centrípeta
corresponde a diferença entre as duas forças reais que atuam sobre a água da caneca (Fc = Fn – P). Já
no ponto mais alto, tanto a força P quanto a Fn estão apontando para baixo, sendo assim, Fc = Fn + P.
A velocidade mínima para passar no ponto mais alto acontece quando a água está na iminência de cair,
ou seja, quando estiver perdendo o contato com a caneca. Com isso, a força Fn tende a zero, o que nos
autoriza a considerá-la como nula.