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Um 'abridor' de portas ... de 5000 anos!

abrindo a porta do templo

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.


Mecanismo de abertura das portas

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.  Ao lado deste tubinho, na tampa, faça um outro furo, agora com um prego fino e quente. É para dar a saída do ar desta garrafa quando a água começar a entrar.

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.

Obviamente tal artifício pode ser usado para fazer subir e descer um modelo de elevador, acionar a manivela de uma bomba d´água, etc., tudo dentro da didática do contexto.

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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