Equilíbrio

Desafio Academia de Ciências em Casa

#semana6

A Gravidade é o que mantém nossos pés no chão! Somos capazes de manter os pés no chão porque a Terra tem uma força muito forte que puxa tudo em direção ao centro. Essa força é chamada Gravidade. 
O centro de gravidade ou centro de massa de um objeto é o ponto em que o peso é uniforme em todos os lados... é o que mantém tudo equilibrado e nos impede de cair!

Experiência 1

Cenoura Equilibrista

Primeiro, espetamos o palito partido ao meio no centro da cenoura e tentamos equilibrar em cima da garrafa (temos de ter cuidado com as pontas afiadas dos palitos!)

Depois, espetamos os palitos grandes na cenoura e as gomas em baixo. Colocamos em cima da garrafa e observamos!

Inicialmente, o centro de massa da cenoura estava na própria cenoura e acima do ponto de apoio. Ao colocarmos os palitos e gomas, alterámos o centro de massa, que deixou de estar na cenoura e passou a estar abaixo do ponto de apoio.

Experiência 2

Cobra Bailarina

No quadrado de papel, traçamos duas linhas perpendiculares entre os vértices e, no cruzamento, encontramos o seu centro.
Desenhamos uma espiral partindo do centro, que será a cabeça da cobra, e recortamos pela linha.

Prendemos o palito com a mola e tentamos equilibrar a cobrinha na sua ponta. Ao colocar a cabeça da cobra na ponta do palito o corpo cai, puxado para baixo pela força da gravidade e o centro de massa, que antes estava na folha, passa para baixo do ponto de apoio, permitindo que se mantenha em equilíbrio.

Experiência 3

Ursinho Equilibrista

Começamos por colar a cabeça do ursinho a um dos palitos e espetamos na rolha. Depois colocamos os braços e as pernas, fazendo os pezinhos com as duas gomas.

Será que o conseguimos colocar em equilíbrio?
Prendemos a argolinha de metal ao limpa cachimbos, fazemos um furinho pequeno atrás e prendemos o que agora é a caudinha do urso.
Tentamos novamente colocá-lo em equilíbrio ajustando a cauda, ou seja, ajustando o centro de massa, que agora se encontra abaixo do ponto de apoio.

Tenta também equilibrá-lo na ponta de um pauzinho de espetada!

Experiência 4

No Restaurante
Ideal para passar o tempo no restaurante ou surpreender na mesa do jantar!

Encaixamos a colher entre os dentes do garfo (se precisarmos, pedimos ajuda a um crescido) de maneira a que fique segura. Em seguida, colocamos o palito entre os dentes do garfo e, com cuidado e paciência, conseguimos equilibrar esta "escultura" na borda do copo!

Experiência 5

Esculturas Malucas

Usando o material disponível, o desafio é construir uma escultura maluca em equilíbrio! Uma dica: manter a maior parte dos objetos abaixo do ponto de apoio, garantindo assim que o centro de massa também se encontra abaixo desse ponto, sendo possível manter-se em equilíbrio.

Densidade

Desafio Academia de Ciências em Casa

#semana4

A densidade é uma propriedade de todos os materiais e é uma relação entre a sua massa e o seu volume. Por exemplo, 1kg de ferro pesa o mesmo que 1 kg de algodão, mas o algodão é menos denso do que o ferro.

Experiência 1

Colocamos numa garrafa óleo e água, em quantidades aproximadamente iguais, e observamos o que acontece. Em seguida, colocamos umas gotas de corante à base de água.

O que podemos ver é que o óleo e a água não se misturam e que o óleo "sobe" para a parte de cima da garrafa enquanto a água fica na parte de baixo. O corante atravessa o óleo, indo diluir-se na água.

Tudo isto acontece porque o óleo e a água são dois líquidos imiscíveis, o que significa que nunca se misturam, e que o óleo é menos denso do que a água, sendo que um copo de óleo irá pesar menos que um copo de água!

Podemos fazer esta experiência num saquinho zip e aproveitar para fazer uma brincadeira sensorial!

Experiência 2

Num frasco, colocamos uma boa quantidade de óleo e um pouco de água com umas gotas de corante alimentar.

Em seguida, partimos pedaços de uma pastilha efervescente e deixamos cair no frasco.

As pastilhas reagem com a água, libertando-se dióxido de carbono que, como é menos denso do que a água, vai subir e sair do frasco, arrastando com ele bocadinhos de água e corante; o dióxido de carbono ao se liberatr por o frasco estar aberto, faz com que as gotinhas de áua regressem ao fundo do frasco, criando um movimento interessante e que é o princípio dos candeeiros de lava!

Experiência 3

Colocamos quantidades aproximadamente iguais de mel, água colorida e óleo num copo alto ou frasco, observando o que acontece.

Noutro copo alto ou frasco experimentamos, também em quantidades aproximadamente iguais, com mel, detergente da loiça, água colorida, óleo, álcool colorido (também com um pouco de corante)

Ao colocarmos os líquidos, com algum cuidado, percebemos que se mantêm separados, em camadas definidas. Isto significa que têm densidades diferentes, mantendo-se por ordem decrescente dentro do copo, ou seja, da maior para a menor densidade: o mel, detergente,  água, óleo, álcool.

Experiência 4

Colocamos água num frasco até meio, seguido de aproximadamente ⅓ dessa quantidade em álcool.

Em pequenos recipientes misturamos, dentro do que é possível (já sabemos que são imiscíveis), um pouco de óleo e algumas gotas de corante alimentar. Com uma colher, deitamos devagar estas "misturas".

Observamos que o óleo forma pequenas bolinhas numa camada entre o álcool e a água, enquanto o corante desce para se misturar na água.

Isto acontece porque a densidade do óleo é maior que a do álcool mas menor do que a da água, ficando "aprisionado" entre os dois. O corante, como é à base de água, a sua densidade é semelhante à desta e acaba por se diluir.

Experiência 5

Colocamos água a temperatura ambiente numa taça transparente, de forma a que seja possível cobrir dois frasquinhos com tampa.

Num frasquinho pomos uma gota de corante azul e enchemos com água fria e noutro, uma gota de corante vermelho e enchemos com água quente. Colocamos as tampinhas de forma a que seja possível retirá-las facilmente.

Com muito cuidado, colocamos os frasquinhos dentro da taça e tiramos as tampas.

O que podemos ver é que a água quente saiu logo do frasco, enquanto a água fria se manteve dentro do frasco. Isto acontece porque a densidade da água fria é ligeiramente maior e a densidade da água quente é ligeiramente menor, do que a densidade da água à temperatura ambiente.

Experiência 6

Em quatro frascos iguais, colocamos água bem quente em dois e água fria nos restantes. Na água quente pomos um pouco de corante azul e na fria, corante amarelo.

Primeiro, tapamos um frasco amarelo (água fria) com um pequeno pedaço de papel e, num movimento rápido, viramos ao contrário (o papel não cai!), colocando-o em cima de um dos frascos com água quente (azul), equilibramos e retiramos o papel com cuidado. 

Depois, fazemos o mesmo, mas colocando o frasco com água quente em cima do que tem água fria.

O que podemos constatar é que, nos frascos em que a água quente estava em cima, as cores mantiveram-se, não havendo mistura de águas. Nos frascos em que a água fria estava por cima, ambos ficaram de cor verde, o que significa que houve uma mistura das águas. Percebemos, mais uma vez, que a água quente tem uma densidade um pouco menor que a água fria, mantendo-se “acima” desta quando as juntamos!

O Som

Desafio Academia de Ciências em Casa

#semana4

O som é uma sensação auditiva, que conseguimos ouvir devido às ondas sonoras formadas pelas vibrações dos objetos. Estas propagam-se sempre por meios gasosos, líquidos ou sólidos, pois no vácuo, não existe som.

Quando as ondas sonoras chegam aos nossos ouvidos, fazem com que a membrana delicada dos nossos tímpanos vibre e o nosso cérebro reconheça essa vibração como som.

Os materiais, conforme o seu tamanho e forma, criam ondas sonoras diferentes que determinam o tipo de sons que ouvimos.

Experiência 1

Taça, película aderente ou silicone, arroz, duas tampas metálicas

Tapamos a taça com a silicone ou película e colocamos uns grãos de arroz em cima e batemos com as tampas uma na outra várias vezes. Observamos que o arroz se "mexe".

As ondas sonoras criadas pela vibração das tampas propagam-se pelo ar atingindo, além dos nossos ouvidos, a taça, fazendo o arroz vibrar também. 

Experiência 2

Dois copos de plástico, fio comprido

Fazemos um furinho no fundo de cada copo de plástico, passamos um fio que prendemos a cada copo, como se fosse a nossa "linha telefónica"! Afastamo-nos até o fio ficar esticadinho, uma pessoa coloca o copo ao ouvido e a outra fala baixinho.

A nossa voz produz ondas sonoras que fazem o copo vibrar e se propagam pelo fio para o outro copo, onde o nosso ouvido as capta.

Experiência 3

Colher de metal, fio, pauzinho de madeira

Prendemos a colher a meio do fio e, com o corpo ligeiramente inclinado para a frente, medimos até que fique um pouco abaixo da cintura. Enrolamos o excesso de fio nos indicadores de cada mão e, com a ponta desses dedos, tapamos os ouvidos emquanto alguém bate ligeiramente na colher com o pauzinho de madeira.

O pauzinho, ao bater na colher, faz esta vibrar e criar ondas sonoras que se propagam pelo fio e pelos nossos dedos até aos ouvidos, dando-nos a sensação de ouvir um sino ou um gongo!

Experiência 4

Taça de metal, dois tubos de cartão grandes (ou pequenos que unimos com fita cola).

Deitamos a taça e colocamos os dois tubos encostados ao seu interior. Uma pessoa fala baixinho por um dos tubos e a outra ouve.

As ondas sonoras criadas pela nossa voz percorrem o tubo, atingem a taça de metal e regressam pelo outro tubo. A este fenómeno acústico, chama-se reflexão.

Experiência 5

Dois copos de vidro fino com a mesma quantidade de água, esparguete (ou palitos ou palhinhas ou paus de espetada)

Com os copos lado a lado, mas sem se tocarem, colocamos num o esparguete e no outro, molhamos a ponta do dedo e passamos suavemente à volta do copo. Observamos que o esparguete se move!

Ao passarmos o dedo molhado na berma do copo, criamos uma vibração que se propaga e atinge, não só os nossos ouvidos, mas também o outro copo, que vibra e faz vibrar o esparguete, movendo-o.

Experiência 6
Frascos ou copos iguais, água, corante ou tinta, colher de pau. Enchemos os frascos com quantidades diferentes de água (de uma forma crescente)e colocamos um pouquinho de corante, dando cores diferentes a cada frasco. Com a colher batemos suavemente e percebemos diferentes sons.
Quando batemos com a colher nos diferentes frascos, fazemos com que a água dentro deles vibre. O tipo de som depende da quantidade de água que as ondas sonoras têm de percorrer, assim, num frasco com menos água as vibrações são mais rápidas e chegam mais depressa aos nossos ouvidos, criando um tipo de som, enquanto que no frasco com mais água, as vibrações são mais lentas, produzindo um som diferente.

Catapultas de Marshmallow

Desafio Academia de Ciências em Casa

#semana3

A construção destas catapultas não só é interessante, como deliciosa!

Material: 

- Marshmallows (pelo menos 4 dos grandes), 7 pauzinhos de espetada, 1 elástico, fita-cola, 1 colher de plástico, objetos para catapultar (pompons, pequenos marshmallows, algo leve que seja suportado pela catapulta e não cause "estragos" quando lançada!)

Como fazer:

- Vamos construir uma pirâmide! Construir a base com 3 marshmallows e três pauzinhos; em cima dessa base, o resto da pirâmide, com mais três pauzinhos unidos em cima por mais um marshmallow. O elástico é colocado no cimo da pirâmide.

- Fixar a colher de plástico noutro pauzinho, usando a fita-cola, e fixar esse pauzinho num dos marshmallows da base, segurando-a no topo da pirâmide com o elástico. Esta é a nossa alavanca.

- A catapulta está pronta... é só colocar o objeto na colher, puxar com algum cuidado (a estrutura da catapulta é um bocadinho frágil) e lançar!

Sugestão: 

- Experimentar diferentes objetos e perceber qual o que atinge uma distância maior; 

- Fazer competições e ver quem consegue atirar mais longe.


A ciência:

As catapultas funcionam com a transformação de um tipo de energia, chamada potencial, noutro tipo de energia, chamada cinética. A energia potencial é aquela que fica armazenada na colher, obtida pela tensão causada pelo elástico (alavanca). É chamada potencial porque tem o potencial de ser convertida noutro tipo de energia, neste caso, energia cinética. A energia cinética diz respeito ao movimento associado ao objeto. No lançamento, a energia potencial armazenada na alavanca é transformada em energia cinética, sendo transferida para o objeto, fazendo-o mover-se.