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Um
'abridor' de portas ... de 5000 anos!
Prof.
Luiz Ferraz Netto
leobarretos@uol.com.br
Objetivo
Explorar a expansão dos gases, o movimento de
líquidos (fluxo e refluxo) e a conversão de calor em trabalho. Máquinas
simples. Desenvolver as habilidades manuais.
Introdução
Da Grécia antiga há relatos sobre como produzir movimento por meio do
calor. Há citações sobre como as portas de um templo se abriam
"sozinhas" quando era aceso um fogo no altar (o ar dentro do
altar era aquecido e se expandia, assim causava o movimento das portas).
Obviamente toda a montagem por trás do altar ficava oculta do povo e a
abertura da porta era então atribuída à forças místicas e poderes
divinos do sacerdote.
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Mecanismo da abertura
de porta |
Você
pode construir uma "engenhoca" dessas para abrir portas
"misteriosamente". Um excelente trabalho para Feira de Ciências
e projeto para Faculdade.
Montagem
Eis
o plano de construção:
Detalhes
da montagem
A fonte térmica (fogareiro a gás, álcool, querosene etc.) é colocada
sob a lata de 20 litros (vazia); no topo dessa lata há um tubinho, também de
lata, soldado na própria tampa e dele sai um tubo de borracha (tripa de
mico -- pode ser também um tubo plástico, tipo mangueirinha de chuveiro) que vai para a lata de 5 litros.
Nessa lata de 5 litros temos dois tubinhos de lata (lata fina enrolada e
soldada), um pequeno (10 cm) e outro longo (quase até tocar o fundo da
lata), ambos soldados na tampa da própria lata de 5 litros. No tubinho
pequeno encaixa-se o tubo de borracha que vem da lata de 20 litros. No
tubinho longo encaixa-se o tubo de borracha que vai para a garrafa
plástica de 2 litros (PET).
Na própria tampa da garrafa PET faz-se um orifício para passar um
tubinho plástico (6 mm de diâmetro) que chega quase até o fundo da
garrafa (colar o tubinho na tampa, com araldite). Nesse tubinho é
encaixado o tubo de borracha que vem da lata de 5 litros. No gargalo dessa
garrafa amarra-se uma linha de pesca ou cordoné.
O
sistema da porta foi montado com o quadro de batentes próprios para
portas (lojas de construção), uma roda de bicicleta sem a câmara ou pneu
e um eixo de ferro no qual fixou-se a porta. O fio de pesca que vem da
garrafa, passa por uma polia fixa e vai ao aro da roda de bicicleta onde,
após dar duas voltas, é amarrado num dos raios. Outro fio de pesca é
enrolado no aro da roda em sentido oposto ao primeiro (quando um fio
enrola o outro desenrola), passa por uma polia e mantém suspenso o lastro
(garrafa PET de 1 litros com água). Outras variantes podem ser pensadas;
vai da criatividade de cada um.
Uma variante bem econômica é essa:
Nesta montagem, a roda de bicicleta foi
substituída por uma simples alavanca dobrada (tipo manivela); o braço
pequeno é fixado na porta e o ponto de apoio é o mancal (a manivela gira
neste mancal). O fio que liga as duas polias é fixado no braço maior desta
alavanca dobrada. Quando o lastro (contra-peso) desce a alavanca fecha a
porta.
Como
funciona?
A chama aquece o ar dentro da lata
de 20 litros; como o volume da lata é praticamente constante, a pressão aumenta. Esse
aumento de pressão é transferido para a lata de 5 litros a qual, com
isso, expulsa a água de seu interior e o tubo de borracha a leva para a
garrafa suspensa (que estava vazia e porta fechada -- contra-peso em baixo). O aumento de peso
dessa garrafa aplica torque na roda de bicicleta (ou na manivela) fazendo-a girar (abre a
porta e levanta o lastro). Retirando a fonte de calor de sob a lata, o ar
de seu interior esfria, a pressão diminui, ar da lata de 5 litros retorna
para a de 20 litros, a pressão nessa lata de 5 litros diminui e permite o
refluxo de água da garrafa para a lata; garrafa de 2 litros sobe, porta
fecha, lastro desce.
Bom
sucesso!
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