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Designação:
Flutuar e
afundar
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Categoria: Física: propulsão
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Grupo etário: 6- 10 anos
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Para quantos? 5- 10
crianças
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Onde? Sala de demonstração ou no exterior
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Quanto tempo? Cerca de 20 minutos
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Objectivos:
As crianças apercebem-se de que há materiais que flutuam e outros não,
colocando-os com todo o cuidado na superfície da água, para os
testarem, mesmo os mais pesados.
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Preparação/materiais:
Diferentes objectos e materiais da sua esfera de experiência: botões,
polietileno, palitos, pioneses, cortiça, plasticina, peças de jogo, água,
recipientes, etc.
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Explicação científica:
A capacidade de um objecto flutuar depende da relação entre impulsão e
peso. Se se mergulhar um objecto, pode acontecer uma das seguintes situações:
Impulsão < peso = o corpo afunda.
Impulsão = peso = o corpo flutua.
Impulsão > peso = o corpo eleva-se e flutua.
Para corpos sólidos e compactos (tais como uma bola de Madeira, uma bola
de borracha sólida, cortiça, etc.) é a relação da densidade do objecto (i.e.
quantos gramas pesa um centímetro cúbico desse corpo) com a densidade do
líquido que determina se um corpo flutua ou afunda. Se a densidade do objecto
for inferior à do líquido, o corpo flutua.
Um outro factor que desempenha um papel importante é a forma do objecto
(navio, bola, garrafa vazia, etc.). É também decisivo que o corpo desloque a
água quando submerge sem a deixar entrar. O mesmo se aplica à experiência
acima descrita: o barco de plasticina desloca uma quantidade de água
consideravelmente superior a de qualquer bola do mesmo material.
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Passos:
Logo que os recipientes sejam colocados na mesa ou no chão, as crianças
podem começar a experimentar os materiais, colocando-os na água para ver
quais flutuam e quais não.
É possível fazer uma abordagem de resolução de problemas, por exemplo,
como conseguirei fazer com que a plasticina flutue (moldando a bola na forma
de barco).
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Variações possíveis:
Dizer às crianças o que se pretende fazer: hoje é um óptimo dia para
nadar e mergulhar. Queremos experimentar que materiais flutuam e quais afundam. Preparar
dois ou três recipientes de água e colocá-los na mesa ou lá fora, no chão.
As crianças podem construir barcos de polietileno e ver se flutuam. Se flutuarem, podem
carregá-los com pesos e experimentar quando afundam.
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Referências:
http://www.physik.uni-kassel.de/did/gs/Schiff.htm
Carolin Schneider & Bastian Fleck
Spannende Experimente von
Herrmann Krekeler und Marlies Kieper- Bastian. Ravensburger Verlag.
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Atenção:
Na superfície da água há um película que mantém os objectos mais leves à
superfície.
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Exemplificando:
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©http://www.physik.uni-kassel.de/did/gs/Schiff.htm
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Designação:
O barco de
balão
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Categoria:
-
Física
-
Propulsão/movimento/mecânica
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Grupo etário:
4-10 anos
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Para quantos?
4 crianças
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Onde?
Espaço azulejado
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Quanto tempo?
Cerca de 20 - 30 minutos
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Preparação/materiais:
Balão, palha, placas de polietileno, dois espetos, palitos, fita adesiva,
aguarela, tesoura, faca, papel
Antes de começar, devem as placas de polietileno ser cortadas em pedaços
mais pequenos.
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Objectivos:
- As crianças aprendem o
princípio da repulsão.
- Aprendem que o
polietileno flutua.
- Aprendem a fazer um barco,
usando materiais simples.
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Passos:
1. Recortar as partes do
barco (triangular na frente, rectangular atrás, rectangular em cima),
2.
Ligar as
duas placas no topo por meio de palitos,
3.
Recortar
uma vela e fixá-la um dos espetos.
4.
Depois de
encher o balão e introduzir a palha por forma a ficarem de fora cerca de 3
cm, fixá-lo com fita adesiva.
5.
Colar a
palha ao espeto.
6.
O barco
fica pronto para o lançamento .
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Explicação científica:
O ar que sai do balão tem um
efeito de propulsão que causa que o barco avance.
O ar é pressionado para fora do balão, quando as suas paredes retomam a
posição inicial.
O ar que assim expelido repele o balão (repulsão).
A repulsão é a força exercida num corpo do qual se suprime massa (cf.
Meyers großes Taschenlexikon).
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Atenção:
Antes
de começar a experiencial, deve ter-se já enchido o balão para tornar o
processo mais simples.
É necessário assegurar que não há fuga de ar entre a palha e o balão.
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Variações possíveis:
Os balões podem ser retirados do barco juntamente com o espeto para que o
barco possa flutuar sozinho. Além disso, o corpo do barco pode ser cortado de
diferentes formas, não tem necessariamente de ser rectangular.
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Referências:
Adaptação de:
Sachunterricht konstruktivistisch
be-greifen, Band 1, Schneider Verlag Hohengehren 2001
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Exemplificando:
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Designação:
O barco a
jacto
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Categoria:
-
Física
Mecânica
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Grupo etário:
4 a 6 anos
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Para quantos?:
4 crianças
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Where:
Espaço azulejado
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How long:
Cerca de 30 minutos
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Preparação/materiais:
Descascar uma laranja na
véspera sem a estragar.
Umas horas depois o barco tem
de voltar a ser moldado.
Esvaziar os ovos.
pregos, casca de laranja, velas, ovos vazios,
fita adesiva
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Objectivos:
As crianças aprendem que a água evapora quando é aquecida.
Aprendem que a casca da laranja flutua.
A aprendem a mexer com cuidado
no fogo, em cascas de ovo e casca de laranja.
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Passos:
1.
Inserir os
pregos na casca de laranja, de forma triangular para ser possível segurarem
um ovo.
2.
Colocar o
fósforo no centro do recipiente.
3.
Fazer um
buraco num dos lados do ovo e enche-o de água.
4.
Colocar o
ovo sobre os pregos de forma a que o buraco fique virado para trás (no
sentido contrário àquele em que anda).
5.
Para
decorar, poder-se-á recortar velas e leme em papel.
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Explicação científica:
Ao acender a vela, a água que está dentro do ovo (caldeira do barco)
começa a ferver provocando um jacto de vapor. O vapor expande e é expelido a
grande pressão para trás, através do buraco que se abriu no ovo. Dirige o
barco num movimento em direcção contrária. De acordo com a lei do físico
britânico Isaac Newton (1643-1727), todo o movimento causa um
contramovimento.
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Variações possíveis:
Pode-se fazer a experiencial com maiores ou menores cascas de ovo ou
laranja.
È importante experimentar se a casca de laranja flutua com o ovo, antes
de iniciar a experiência com as crianças.
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Atenção:
A casca de laranja tem de ser bastante grande para realmente flutuar e
não se afundar.
O ovo não deve ser colocado
directamente em cima da vela para que não se apague.
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Referências:
Sachunterricht
konstruktivistisch be-greifen, Band 1, Schneider Verlag Hohengehren 2001
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Exemplificando:
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Designação:
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Categoria:
Química
Detergente e ácidos
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Para o grupo etário: Raparigas e rapazes de
5 ou mais anos
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Para quantos? 4-6 crianças
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Quando?
Na casa de banho ou na sala do grupo com uma tina e uma toalha de
plástico
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Quanto tempo?
Cerca de 15 minutos
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Preparação/materiais:
Cortar a cortiça em fatias do mesmo tamanho e espessura.
Encher a tina ou a banheira de água.
Fornecer pipeta, detergente líquido, óleo e uma faca, cortiça cortada às
fatias.
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Objectivos:
As crianças reconhecem o efeito de derramar óleo ou detergente líquido e gerar
a possibilidade de locomoção.
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Passos:
- Cavar um sulco nos discos de cortiça de forma a fazer um cnal desde
o primeiro terço até à extremidade de trás.
- A cortiça é lançada na água do lado direito da tina.
- Verter detergente líquido no canal da cortiça, com a ajuda da pipeta
(uma gota é suficiente).
- Observar e analisar a reacção.
- Um Segundo disco de cortiça é posto em movimento por meio de óleo
(repetir os passos 3 e 4). Iniciar uma corrida com outros discos de cortiça.
Que propulsão é mais rápida?
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Explicação científica:
Ambos os líquidos usados como propulsores beneficiam da tensão da
superfície da água, uma vez que com ela não se misturam (óleo) ou só em parte
se misturam (detergente), além de que a sua densidade é diferente da da água.
Dado que o
canal só tem uma saída, o líquido jorra numa única direcção, empurrando a
cortiça para a frente, em virtude do movimento do derrame (reacção).
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Variações possíveis:
Outros materiais, tais como papel ou cartão, também estão adequados a uma
iniciação rápida à experiência. Usar diferentes líquidos para minimizar o
efeito e/ou ilustrar aspectos particulares. Ver também a experiência “O que é
que se mistura com a água?”
A construção/design de barcos “de corrida” faria com que a experiência
durasse mais tempo e poderia reforçar o efeito que provoca nas crianças.
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Atenção:
Apenas as crianças mais cuidadosas e habituadas devem mexer na faca. Em
alternativa, pode-se usar papel ou cartão que pode ser cortado com tesoura.
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Referências:
Erstaunliche Experimente aus dem Orbis Verlag, München 2003
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Exemplificando:
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