PRESSÃO
ATMOSFÉRICA E DILATAÇÃO TÉRMICA: A APLICAÇÃO DAS TRÊS LEIS DE NEWTON
Por: Alice Lemos Costa
A atividade realizada na E.E.E.M João Pedro Nunes
envolveu 13 alunos da turma 102, do
primeiro ano do ensino médio; e 15
alunos da turma 204, do segundo ano do ensino médio. Realizada no período da
tarde do dia 01 de abril de 2016.
A atividade ocorreu nas
duas turmas, dentro sala de aula. Os alunos tiveram uma introdução sobre as
três leis de Newton, onde com o auxílio da lousa, da folha impressa entregue
aos discentes e da construção de um experimento realizado em duplas, então
puderam obtiver conhecimento sobre o assunto proposto. Após a leitura, teve
início a parte prática. Materiais utilizados: vidro e fogo, não foram
disponibilizados para os alunos, apenas a bolsista ID os manipulou; os demais
como água, prato de plástico, entre outros que não apresentavam possibilidade
de risco, foram disponibilizados, esta precaução foi tomada no intuito de
evitar acidentes. Para a aplicação do experimento, houve o auxílio da bolsista
ID Maria Thereza, convidada para participar desta atividade. Ao término da
leitura os alunos iniciaram a montagem do experimento, ocorrendo pelas
seguintes etapas:
Primeiramente os alunos formaram duplas, a seguir
foi disponibilizado para os alunos os pratos plásticos descartáveis e a água.
Nesta fase os pratos foram preenchidos com uma quantidade média de água.
Por se tratar de um experimento que envolvia fogo e
vidro, a bolsista ID, efetuou o experimento individual com cada dupla, para que
não houvesse nenhum acidente. Nesta ultima fase a bolsista ID acoplou a vela no
prato com água, acendeu a vela e tapou-a com um copo de vidro. O resultado
desta ação é de que a vela apaga, assim que termina o oxigênio no copo. Temos a
aplicação da 2° lei de Newton, pois: “A força é sempre diretamente proporcional ao
produto da aceleração de um corpo pela sua massa”. Neste ponto do experimento,
enquanto a vela ainda não queimou todo combustível (oxigênio), não temos
nenhuma força de atuação definitiva, apenas sua formação gradual.
A
seguir a vela apaga, então temos a 3° lei de Newton onde diz: “As forças atuam
sempre em pares, para toda força de ação, existe uma força de reação.” No
instante em que se apaga a vela, diminui-se a pressão interna do copo, (1º
força), a força da gravidade no exterior do copo é maior e impulsiona a água
externa para dentro do copo de baixo para cima, ou seja, contra a força da
gravidade, (2° força).
Finalmente
temos a aplicação da 1° lei de Newton onde: “Um corpo em repouso tende a
permanecer em repouso, e um corpo em movimento tende a permanecer em movimento.”
A água que subiu pelo copo não desce, estabiliza dentro dele, pois como não há
mais nenhuma força atuando sobre, sua tendência é permanecer em repouso.
Ao passar por cada dupla, a bolsista ID montava e
explicava o experimento, de acordo com cada etapa, explicava cada uma delas,
envolvendo as três leis de Newton.
As leis de Newton
constituem os três pilares fundamentais do que chamamos Mecânica Clássica, que
justamente por isso, também é conhecida por Mecânica Newtoniana. A matéria
coexiste em formas ou fases que possuem características distintas, isto depende
da distância e velocidade do deslocamento de suas partículas. Podemos simular
este deslocamento com a utilização de calor ou resfriamento, quando estas
moléculas se agitam freneticamente, podemos visualizar sua expansão. Por isso
houve a manipulação de materiais de risco.
Obter o conhecimento deste conteúdo é essencial para a compreensão de
fenômenos físicos importantes para existência humana, bem como fatores que
influenciam o nosso cotidiano, por exemplo: dilatação de pontes, trilhos de trem
e a resistência do vidro ao calor.
Figura 1. Alunos da turma 102 do primeiro ano do
ensino médio da E.E.E.M João Pedro Nunes, recebendo a explicação do conteúdo
pela bolsista ID.
Figura 2. Etapas do experimento realizadas pela
bolsista ID em parceria com os alunos da turma 204, do segundo ano do ensino
médio da E.E.E.M João Pedro Nunes.
Figura 3. Alunos da turma 204 do segundo ano do
ensino médio da E.E.E.M João Pedro Nunes. No momento acima as duplas efetuaram
individualmente o experimento, em que as etapas envolvendo fogo e vidro foram
efetuadas pela bolsista ID.
