Flutuadores = Cartesianos

Flutuadores=20 Cartesianos.

Objetivo=20

Ilustrar=20 as leis da hidrost=E1tica com flutuadores cartesianos=20 modificados.

Descri=E7=E3o=20

O=20 nome flutuador cartesiano indica um objeto que flutua = segundo as=20 leis da hidrost=E1tica. Em nossa opini=E3o, deviam ser chamados de = flutuadores de Pascal e n=E3o de Descartes, mas isso n=E3o = tem=20 import=E2ncia. As experi=EAncias descritas a seguir ilustram essas = leis.=20

EXPERI=CANCIA=20 1)Use uma solu=E7=E3o com 400 g de sal comum em 1200 ml de =E1gua. = Arranje um=20 pingador de col=EDrio (gotejador), de prefer=EAncia de vidro, e = deixe entrar=20 dentro dele uma quantidade adequada da solu=E7=E3o de modo que ele = possa=20 flutuar perto da superf=EDcie. Acrescentando, com bastante = cuidado, =E1gua=20 pura =E0 solu=E7=E3o, o gotejador afunda rapidamente. Isso = demonstra a=20 depend=EAncia do empuxo com a densidade do=20 l=EDquido.

EXPERI=CANCIA=20 2) Agora o flutuador =E9 colocado em uma garrafa pl=E1stica de = refrigerante=20 cheia de solu=E7=E3o. Ajuste o flutuador de modo que ele fique no = meio do=20 l=EDquido. Tampe bem a garrafa. Apertando a garrafa o flutuador = afunda.=20 Soltando, ele sobe novamente. Essa experi=EAncia ilustra o = Princ=EDpio de=20 Arquimedes e o Princ=EDpio de Pascal.

EXPERI=CANCIA=20 3) Use, novamente, garrafas pl=E1sticas transparentes de 2=20 litros.
Prepare uma solu=E7=E3o salina. Variando a quantidade = de solu=E7=E3o no=20 gotejador pode-se ajustar para que ele flut=FAe na =E1gua salgada = mas afunde=20 na =E1gua pura. Ponha a =E1gua salgada na garrafa at=E9 a metade. = Para adicionar=20 =E1gua pura sem misturar =E9 preciso um cuidado especial. = Corte uma=20 rodela de pl=E1stico fino (de saco de lixo, por exemplo) com o = di=E2metro=20 interno da garrafa. Introduza esse disco com cuidado, espalhando-o = sobre a=20 superf=EDcie da solu=E7=E3o. Adicione =E1gua pura vagarosamente, = usando uma vareta=20 de vidro para que ela escorra lentamente. O disco vai subindo =E0 = medida que=20 a =E1gua aumenta de n=EDvel. Quando chegar no topo, tire o disco = com cuidade e=20 acabe de encher a garrafa. Colocando o gotejador ele deve ficar no = limite=20 entre a =E1gua salgada e a =E1gua pura. Feche o frasco. Apertando = e afrouxando=20 a garrafa, o flutuador deve oscilar no meio do fluido.
Se = voc=EA for=20 mesmo habilidoso, poder=E1 fazer tr=EAs ou mais camadas de = l=EDquidos, com=20 densidades diferentes. N=E3o custa nada tentar.

An=E1lise=20

N=E3o=20 levando em conta as for=E7as de amortecimento e supondo que o = flutuador tem=20 densidade uniforme, a for=E7a restauradora F sobre ele =E9 = dada=20 por:

onde=20 aparece a diferen=E7a de densidade entre os l=EDquidos, a =E1rea = da se=E7=E3o=20 transversal do flutuador, A, e a acelera=E7=E3o da gravidade, g. =
A=20 frequ=EAncia de oscila=E7=E3o, nesse caso, deve ser: =

onde=20 m =E9 a massa do flutuador.
Medindo a frequ=EAncia f podemos = obter a=20 diferen=E7a de densidade.

Material=20

Garrafas=20 pl=E1sticas de refrigerante, de dois ou tr=EAs litros.
Pingador = (gotejador)=20 de col=EDrio. Deve ser de vidro.
Sal comum.=20

Dicas=20

Vale=20 a pena colocar algumas gotas de colorante de comida em cada = solu=E7=E3o para=20 obter camadas de cores diversas.
Com o tempo, as camadas v=E3o = se=20 misturando e a experi=EAncia deixa de funcionar. O ideal =E9 = preparar tudo na=20 frente do p=FAblico. Para isso, voc=EA vai precisar treinar bem = direitinho em=20 casa se n=E3o vai se atrapalhar na hora da exibi=E7=E3o.
Use um = peda=E7o de=20 isopor no lugar do pingador para mostrar que, nesse caso, a = experi=EAncia=20 n=E3o funciona. Explique porque. =