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Corpos submersos e flutuantes

Prof. Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br

Objetivo
Mostrar que os corpos mais densos que a água, quando colocados nela, afundam.

Material

Caixa da experiência No 22
Vela; fósforos
Faca de serra ou serra de ferro
Três gotejadores dos tubos de soro
Areia fina ou água colorida
Seringa com agulha, se necessário
Balança da experiência No 7

Construção

Ø Com uma faca de serra (ou uma serra de ferro), serre os canos dos gotejadores onde indicam as setas do desenho [(A) e (B)].

Ø Acenda uma vela e coloque a parte A dos gotejadores na chama; deixe que os plásticos amoleçam e, usando a faca, pressione até vedar os furos dos três gotejadores. Essa tarefa pode ser dispensada se vedar, com massa de durepoxi ou silicone, essas aberturas (A e B).

Ø Coloque areia fina ou água colorida nos gotejadores pelo furo B (se utilizar água em lugar de areia, use uma seringa com agulha para enchê-los).

O primeiro gotejador deve ficar completamente cheio.
O segundo gotejador deve ser preenchido até que possa ficar mergulhado completamente, porém, sem ir até o fundo (ao mergulhá-lo, é bom colocar a mão por baixo para evitar que vá até o fundo e entre água no interior - atingir o equilíbrio é questão, às vezes de dois ou três grãos de areia ou uma gota de água a mais ou a menos).
O terceiro gotejador, é preenchido até um pouco mais da metade.

Ø Proceda da mesma maneira, amolecendo os gotejadores na parte B com a chama da vela e vedando os furos com a faca (o melhor é deixar que o plástico pegue fogo antes de aplicar a faca). Novamente, essa tarefa pode ser dispensada pelo uso de massa epoxi.

Ø Encha com água a caixa de vidro.

Procedimento

Ø Verifique, com a balança, a massa de cada gotejador.

Ø Faça os alunos lembrarem os resultados da experiência anterior.

Ø Mergulhe o primeiro gotejador (mais pesado) e peça a explicação do fenômeno acontecido (peso > empuxo; P > E).

Ø Mergulhe o segundo gotejador, que ficará completamente submerso, porém sem ir até o fundo. Peça aos alunos para estabelecerem relação das duas forças em estudo (peso igual ao empuxo; P = E).

Ø Use o terceiro gotejador, deixando-o cair a partir dos 4 a 5 cm acima da superfície livre. Peça aos alunos para observarem o que acontece.

Primeiro o corpo afunda, depois sobe e flutua.

Ø No corpo, enquanto completamente mergulhado, teremos o peso menor que o empuxo (P < E) e, por isso o corpo sobe até emergir, passando a deslocar menor volume de água, até ficar em equilíbrio, quando então, o novo empuxo (menor que aquele na fase do corpo estava totalmente mergulhado) passar a equilibrar o seu peso (P = E).

Nota: Algumas bóias, feitas de plásticos, usadas pelos pescadores, podem ser utilizadas nesse experimento.


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