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

Objetivo
Avaliar a altura de queda de uma esfera de aço pela mossa que produz em uma prancha de madeira macia ou na massa de vidraceiro.

Material
Esferas de aço (de rolamentos - diâmetros de 1,5 cm ou superior) - Tábua de madeira macia - Trena - paquímetro - massa de vidraceiro - esferômetro (opcional).

Apresentação
Esse experimento ilustra, entre outros fatos da Física, como os técnicos de polícia pode colher uma série de informações examinando as marcas de balas nos locais dos crimes. Com essa experiência simples pode-se determinar a força de impacto de uma esfera de aço e as deformações que causa sobre uma prancha de madeira ou numa camada de massa de vidraceiro.

Procedimento
O experimento consiste em deixar cair esferas de metal sobre a prancha (ou mesmo sobre algum tipo de massa, como a de vidraceiro etc.), medir o diâmetro da mossa produzida e, através dessas medidas, avaliar a altura de queda.

Inicialmente, o experimentador deverá fazer algumas calibrações, medindo as mossas produzidas por esferas que caem de alturas conhecidas. Esses dados devem ser postos numa tabela. A variável importante é a profundidade h da mossa. Como a leitura direta dessa variável é um tanto difícil (mas que pode ser feita diretamente mediante o uso de um esferômetro), é conveniente obtê-la indiretamente através da medida do diâmetro d da calota da mossas, usando o paquímetro. Com essa medida (d), com a do diâmetro da esfera utilizada (D) e um pouco de geometria, pode-se obter h.

Você deve deduzir essa relação e fazer um cartaz com a dedução para mostrar na sua Feira de Ciências.

Deixe cair a bola (de diâmetro D conhecido) de alturas conhecidas (de 0,5 a 2 metros, com acréscimos sucessivos de 10 cm). Para cada altura de queda H, obtenha (usando da expressão deduzida) a profundidade h da mossa. Faça um (grande e bonito) gráfico da altura H (em ordenadas) contra a profundidade h (em abscissas). Esse gráfico, durante a Feira, será seu instrumento de medida. Para cada queda efetuada pelo espectador, meça d, calcule h, olhe no gráfico e forneça a altura de queda. Se o espectador quiser saber a velocidade com que a esfera atingiu a tábua basta usar da equação da queda livre :

Análise
Pela profundidade da mossa acham-se os parâmetros relevantes da queda da esfera, como sua altura inicial e a velocidade no momento do impacto. Do mesmo modo, o perito da polícia tira informações sobre os tiros pelas marcas das balas.

Dicas
Leve a prancha e algumas esferas para seu estand (local de demonstrações) na Feira de Ciências e convide as pessoas do público para participarem das experiências soltando as esferas sobre a prancha ou massa de vidraceiro. Prepare um suporte para manter a trena esticada na vertical (assim o espectador fica sabendo de que altura ele deixou cair a esfera). Fique afastado para não ver de que altura a esfera foi solta e depois, medindo o diâmetro da mossa, determine a altura da queda. Faça uma marca sobre a mossa já utilizada para não confundi-la com as demais.

Suas demonstrações pode tornar-se "bem científica" se você preparar um suporte vertical no qual possa deslizar um eletroímã. O espectador ajusta a altura para o valor que quiser, aperta um botão (tipo campainha) para prender a bolinha de aço no eletroímã e, para soltar a bolinha, simplesmente tira o dedo do botão.

Converse com um perito policial para conhecer alguns truques do ofício. Aliás, o tema de sua apresentação pode ser este: "Como trabalham os detetives na vida real".