Bolinha com defeito
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Introdução
Você já parou para pensar o que faz com que um objeto quique no
chão e outro não?
Neste experimento buscaremos explicar esse fenômeno utilizando
duas bolinhas, conhecidas como “Happy and Sad Balls”.
Cadastrada por
Gianinni Machado Pelizer
Material - onde encontrar
em laboratórios e lojas
especializadas
Material - quanto custa
até 10 reais
Tempo de apresentação
até 30 minutos
Dificuldade
fácil
Segurança
seguro
Materiais Necessários
* Um par de “Happy and Sad Balls”;
* Uma balança;
* Uma geladeira.
“Happy and Sad Balls”.
Balança.
Bolinha com defeito
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Passo 1
Analisar as bolinhas:
Muitas pessoas acreditam que o fator determinante para um corpo quicar é sua massa. Ao medir a massa
das duas bolinhas percebemos que são bem próximas. Além disso, observamos que ambas são esféricas
e de volume aparentemente próximo.
Com isso concluímos que as bolas são aparentemente iguais, mas mostraremos ao longo do experimento
que as bolas se comportam de maneira diferente.
Massa da bolinha 1.
Massa da bolinha 2.
Bolinha com defeito
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Passo 2
Soltando as bolinhas de uma mesma altura
Com base no que foi observado no passo anterior, vamos soltar as duas bolinhas de uma mesma altura
e, como as bolinhas tem massa próxima, possuem a mesma energia potencial. Após a colisão no chão,
percebemos que uma bolinha pula algumas vezes enquanto a outra bolinha não pula sequer uma vez.
Bolinhas após a colisão com o chão.
Bolinha com defeito
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Passo 3
Resfriando a bolinha que pula
Outra sugestão de experimento é medir a altura que a bolinha quica e depois colocá-la congelador por
aproximadamente 15 minutos. Feito isso, compare a altura que a bola com temperatura ambiente atinge
e a altura que a mesma alcançará após o resfriamento. Observaremos que quanto menor a temperatura
da bolinha, menor será a altura alcançada após o quique.
Comparando a altura que a bola atinge, antes e após o resfriamento.
Bolinha com defeito
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Passo 4
O que acontece
A bolinha que quica é feita de um polímero chamado neopreno e a bolinha que não quica é feita de outro
polímero, chamado polinorborneno, comercialmente encontrado pelo nome de Norsorex.
A estrutura química das bolinhas está representada na figura 1.
Devido à diferença estrutural, estas bolinhas possuem um coeficiente de restituição diferente. O coeficiente
de restituição é dado pela raiz quadrada da razão entre a altura atingida pela bola após a colisão (h) e a
altura que se soltou a bola (H).A fórmula está na figura 2.
Uma propriedade de substâncias como os polímeros usados neste experimento é a temperatura de
transição vítrea. Nesta temperatura, o material passa de uma situação onde ele está rígido a uma na qual
ele está mais flexível. Com isso, o coeficiente de restituição destes materiais depende da temperatura.
Isso ocorre pois com o aumento da temperatura, as cadeias poliméricas começam a poder se mover
mais, umas em relação às outras.
No segundo experimento, quando colocamos as bolinhas na geladeira, abaixamos a sua temperatura e a
bolinha se torna menos flexível. Isso faz com que ela quique menos.
O vídeo abaixo mostra o experimento realizado.
Figura 1.
Figura 2.
Bolinha com defeito
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Passo 5
Para saber mais
Você pode adiquirir as bolinhas pelo site Arbor Scientific, através desse link