Gerador de Anéis de Fumaça
Objetivo
Fazer anéis de fumaça e observar seu comportamento.
Descrição
Use uma lata de lata vazia de leite ou chocolate em pó que tenha uma tampa plástica. Faça um furo circular de 3 a 4 centímetros de diâmetro no fundo de metal da lata. Aproxime o furo do rosto de uma pessoa e dê uma pancada rápida e seca com os nós dos dedos no fundo da lata. A pessoa sentirá uma pequena pressão no rosto.
Ponha um fósforo ou vela acesa perto do furo e dê outro peteleco no fundo da lata. Com jeito você conseguirá apagar a vela. Ponha duas bolinhas de isopor sobre a mesa e repita a experiência apontando para elas. As bolinhas tendem a se separar uma da outra.
Encha a lata de fumaça e produza anéis de fumaça. Observe que os anéis formam vórtices que giram. Com um pouco de prática você deverá conseguir bons anéis de fumaça que se deslocarão por uma certa distância do furo. Usando furos não circulares você pode conseguir anéis que vibram de várias formas interessantes.
Análise
Essa experiência é simples de ser feita mas ilustra um bocado de conceitos e fenômenos de dinâmica de fluidos, alguns bem complexos. Os anéis formam vórtices que demonstram o movimento turbulento da fumaça. A descrição matemática desses anéis é extremamente complicada.
A observação com as bolinhas de isopor é uma demonstração da lei de Bernoulli. Você pode juntar essa experiência com outras sugestões que ilustram a lei de Bernoulli, dadas em outro item.
Material
Lata vazia de leite em pó ou biscoito.
Bolinhas de isopor de pequeno tamanho.
Canudos de papel.
Dicas
Não use cigarros para encher a lata de fumaça. Isso definitivamente não pega bem em uma Feira de Ciência. Use, por exemplo, canudos de refresco de papel com uma das pontas queimando e sopre vagarosamente na outra ponta. Isso deve ser um bom gerador de fumaça.
No século passado, o famoso físico inglês Lord Kelvin lançou um modelo de átomos como “vibrações do éter”. Esse tal “éter” seria um fluido que ocuparia todo o espaço. Suas vibrações, ou “vórtices”, poderiam explicar, segundo Kelvin e o alemão Hermann von Helmoltz, todas as propriedades observadas dos átomos e moléculas. A forma desses vórtices de éter seria bem parecida com a forma dos anéis dessa experiência, só que de dimensões atômicas. Durante algum tempo esse modelo foi muito popular entre os físicos, inclusive alguns bem espertos, como Maxwell e Thomson. Mas, com o surgimento dos modelos de Rutherford, Bohr e outros, o modelo de vórtices foi pra merda. Agora, veja que coisa curiosa: hoje, existem uns teóricos tentando explicar tudo que existe no universo como sendo formado de umas cordinhas vibrantes, as chamadas “supercordas”, muito parecidas com os vórtices do velho Kelvin. O mundo dá muitas voltas – e vibrações.
Para embelezar sua experiência na Feira, procure ler sobre os vórtices de Kelvin e Helmoltz em alguma enciclopédia, e sobre as supercordas em algum livro de divulgação. Ou consulte o Departamento de Física mais próximo de sua casa.
