Experiências de Mecânica

• Mecânica
  Canhão de Sal de Frutas I

Objetivo

Mostrar que num sistema onde inicialmente não existe movimento nenhum e então 2 partes diferentes do sistema começam a se movimentar, existe uma compensação: os movimentos ocorrem na mesma direção, porém em sentidos opostos.

Contexto

O Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento Linear diz que "todo sistema sempre conserva constante a sua quantidade de movimento linear", esta podendo ser inicialmente nula ou não. Neste experimento, o sistema considerado é o próprio "canhão" e todo o conjunto da base que o sustenta, para o qual a quantidade de movimento linear inicial é nula.

Idéia do Experimento

O experimento consiste em construir um sistema muito similar a um canhão real. Uma embalagem de filme fotográfico (potinho plástico com tampa de pressão), preso inclinado a uma base de isopor sobre uma esteira de lápis cilíndricos (ou flutuando na água), faz o papel de canhão, sendo que a tampa representa a bala. O mecanismo de explosão, que impulsiona bala e canhão, é a pressão criada dentro do potinho pela liberação de gases. Estes surgem da reação química que se dá quando o sal de frutas entra em contato com a água. Esta reação precisa ser bem controlada e, para maior eficiência e sucesso, deve se iniciar depois que o potinho estiver bem tampado. Depois de armado o sistema, espera-se pelo "tiro". O que se observa é que enquanto a tampa (a bala) é lançado num sentido, o resto do sistema (o canhão) se move noutro sentido, ou seja, recua. Ainda se observa que o conjunto de lápis se movimenta com sentido contrário ao canhão, que é a parte do sistema com a qual eles têm contato. A idéia é a de explorar a compensação de quantidades de movimentos bastante visível que ocorre neste experimento. A tampa, mais leve, se desloca com velocidade maior; o resto do sistema, mais pesado, se desloca noutro sentido com velocidade menor.

Material

1. Embalagem de filme fotográfico =>Trata-se do pote plástico com tampa no qual são vendidos os filmes fotográficos. Pode ser obtido em lojas de revelação de filmes.
2. Tampa de caneta => Usamos uma tampa de caneta BIC onde a haste foi cortada fora, de modo que a tampa sirva como um recipiente que vai conter o sal de fruta.
3. Sal de fruta => Cremos que qualquer marca de sal de fruta deve dar o mesmo resultado.
4. Placa de isopor => De preferência, a espessura do isopor deve ser a menor possível.
5. Lápis cilíndrico => Uma dúzia serve, mas pode ser menos.
6. Fita adesiva
7. Água

Montagem


Corte da folha de isopor em um retângulo de aproximadamente 10 x 15 cm;
Corte um outro pedaço da folha de isopor de tamanho 5 x 2 cm;
Fixe o potinho com fita adesiva sobre o isopor pequeno e ambos sobre o retângulo maior, de forma que o potinho fique inclinado e ao mesmo tempo não se obstrua a abertura do mesmo (veja figura abaixo);
Encha a tampa da caneta com sal de fruta;
Mantendo todo o conjunto na vertical, coloque água no potinho, até aproximadamente 1/3 de sua capacidade;
Agora coloque a tampa de caneta "carregada" dentro do pote, de modo que a água não entre em contato com o sal de fruta;
Tampe cuidadosamente o potinho;
Agite e coloque rapidamente todo o conjunto sobre uma esteira de lápis numa mesa lisa e plana.

Comentários

Este experimento pode ser feito usando uma variedade muito grande de diferentes materiais. Este conjunto de materiais nos pareceu o mais fácil de obter e o que resulta em menos espalhamento de água após a explosão.

Esquema Geral de Montagem

Abração
Dayvidson S. Eufrásio