A roda, a colina, o segredo Por: Lucas Assis

É possível abandonar uma roda em uma rampa e ela subir?

Materiais Necessários

  • 1 placa de madeira;
  • Uma lata cilíndrica com diâmetro grande, sem tam
  • 1 pedaço de ímã (como os encontrados em auto-fa
  • Alguns livros e/ou cadernos.

Fase 1 -

Fixe o ímã na parte lateral interna da lata.

Pode ser usado outro objeto (uma pilha, por exemplo). Basta que ele tenha uma massa razoável para que o centro de massa do conjunto não esteja mais no centro. A escolha do ímã foi feita somente por ser mais prático para fixar, já que a lata é de material ferromagnético.

Fase 2 -

Empilhe os livros e coloque uma das extremidades da placa de madeira sobre os livros e a outra extremidade sobre a mesa, formando um plano inclinado (veja a foto abaixo). Procure não inclinar muito o plano, para que a lata possa subir ainda mais.

Fase 3 -

Posicione a lata em pé, como uma roda, na parte superior do plano, deixando o ímã “para frente” (como mostra a foto abaixo). Dica: não deixe o ímã muito elevado, pois assim a energia potencial inicial do sistema será maior e a roda atingirá a base do plano com maior velocidade, ficando difícil controlar a lata.

Fase 4 -

Solte a roda segure-a novamente antes que o ímã dê uma volta completa.

Fase 5 -

Solte agora a roda na parte inferior do plano. Antes de soltar, posicione-a de tal forma que o ímã esteja bem elevado e voltado para a parte mais alta do plano, como mostram as fotos abaixo. Sua roda subiu o plano inclinado?

Fase 6 - Brincando com a roda

Agora que você sabe como funciona, pode surpreender as pessoas escondendo o lado aberto da lata e fazendo a lata subir. Veja o vídeo abaixo!

Fase 7 -

Como é possível que a roda suba o plano? Ao colocarmos o ímã na parte lateral da lata, mudamos a posição de seu centro de gravidade. Este (que antes se encontrava sobre um eixo que passa pelo centro da lata e é paralelo à sua lateral) passa a ser localizado em um ponto mais próximo da posição do ímã (ver foto abaixo). Assim, quando posicionamos a lata na parte inferior do plano inclinado e elevamos seu centro de massa, elevando a posição do ímã, aumentamos também sua energia potencial gravitacional. Ao soltarmos a lata, ela rola para cima, abaixando a posição do ímã em relação à horizontal e, com isso, minimizando sua energia potencial gravitacional. Porém, por inércia ela passa do ponto em que isso acontece e acaba subindo um pouco mais. É por isso que seguramos a lata no topo do plano, para dar a impressão de que a lata simplesmente subiu.

A foto abaixo mostra a variação na altura do centro de massa do conjunto lata + ímã. O ponto amarelo indica a posição aproximada do centro de massa quando o ímã está elevado e a lata posicionada na parte inferior do plano inclinado. Traçamos uma linha amarela sobre ele para indicar sua altura. O ponto vermelho indica a posição aproximada do centro de massa depois que a lata rola um pouco, subindo o plano inclinado. A linha vermelha indica sua respectiva altura, para compararmos com a situação inicial (amarela). Note a variação na altura do centro de massa.

Se deixarmos a lata livre veremos que ela rolará até parar em uma posição intermediária no plano com o ímã para baixo, minimizando, assim, sua energia potencial gravitacional.

Comentários - 6 Comentários

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Liga Dos Elementos Liga Dos Elementos em 15/01/2010 14:32:35

Muito legal o experimento...A liga dos elementos foi criada para apresentar ao publico muitas experiencias interessantes da area quimica e fisica e nosso primeiro video ja esta disponivel,assim que puder de uma olhadinha divulguem esse projeto... ate a liga dos elementos agradece...o video esta super legal vcs vão gostar...

Breno Dalosto em 18/12/2009 03:30:06

da hora!!vou incluir na lista!! valeu...

Gabriel Da Silva Batista em 02/09/2009 15:28:20

iraado...até parece que sou feito de imã...

Lucas Assis em 18/07/2009 14:12:11

tem razão Helder. Realmente se encaixa melhor em estática. O experimento já foi movido pra lá!

Continue dando sugestões e fazendo correções!!!

Helder de Figueiredo E Paula em 16/07/2009 16:53:33

Legal, mas acho que o lugar deste experimento na árvore de experimentos de física é na seção de estática, junto a outros experimentos que lá existem sobre equilíbio estável e centro de gravidade. Digo isso porque são esses dois conceitos que explicam o curioso comportamento da lata.

Thiago Rodrigues em 16/07/2009 15:27:17

muito bom

Leandro Fantini em 26/06/2009 16:10:15

Rapaz, por um momento pensei que fosse o Magneto.

Ficou muito bom.