Um projeto de feira de ciências bem-sucedido inspira criatividade, leva os alunos a questionar suas suposições e geralmente envolve algo que desafia a gravidade. Você pode construir um hovercraft de placa de papel com alguns materiais simples e serve para demonstrar várias leis importantes da física. O projeto oferece muitas oportunidades para os alunos fazerem medições, registrar dados e criar novas modificações para melhorar o desempenho do hovercraft.
Materiais, construção e testes de campo
Reúna alguns materiais, incluindo um prato de papel descartável, um balão, uma tesoura e um frasco de cola. Uma bandeja para torta descartável é ideal para o experimento por causa da borda elevada e da durabilidade do material. Cole um pequeno quadrado de papelão no fundo do prato. Corte este pedaço de um prato de papel separado e coloque-o no centro do hovercraft. Usando sua tesoura, faça um pequeno orifício no centro do prato e no quadrado de papelão. Puxe a abertura do balão através da superfície inferior do orifício da placa. Se o orifício não for grande o suficiente, tente aumentá-lo apenas o suficiente para caber no balão. Não puxe a maior parte do balão pelo orifício. Pode ser necessário ajustar o posicionamento do balão à medida que o expande. Encha o balão e feche a abertura para evitar que o ar escape. Usando uma mesa grande e plana, coloque o prato de cabeça para baixo de forma que a abertura do balão fique voltada para o chão. Quando você solta o balão, o ar flui imediatamente para fora e para baixo, forçando o prato a pairar sobre a superfície da mesa.
A ciência dos aerodeslizadores
A terceira lei do movimento de Newton afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta. No caso do hovercraft de placa de papel, a ação inicial é o fluxo de ar, que o balão projeta para baixo em direção à mesa. À medida que o balão expele o ar, a pressão sob a placa aumenta. A reação oposta neste caso é o vôo do hovercraft para fora da superfície da mesa. Esta reação só é possível porque o hovercraft tem muito menos inércia que a mesa, e assim o hovercraft reage ao movimento de ar para fora do balão pairando para cima contra a força de gravidade.
Experimentação
Assim que tiver um hovercraft funcionando, experimente fazer experiências com o modelo ajustando algumas variáveis importantes. Por exemplo, o tamanho do orifício afetará a taxa de fluxo de ar para fora do balão. Tente aumentar o buraco em um segundo hovercraft e compare o quão bem os dois modelos voam. Outra modificação interessante envolve fazer pequenos orifícios na borda da placa de papel. Em vez de o ar escapar por baixo da placa em todas as direções igualmente, isso concentrará um fluxo de ar em uma única direção. Novamente referindo-se à terceira lei de Newton, a ação do ar escapando do orifício lateral da placa irá impulsionar a nave para se mover na direção oposta, em vez de simplesmente pairar no lugar.
Medições e coleta de dados
Você pode medir quantitativamente a força de elevação de seu hovercraft colocando pequenos pesos na superfície superior da placa. Comece este experimento coletando alguns pesos uniformes; moedas funcionariam bem para isso. Comece adicionando pesos, equilibrando a distribuição da massa pela superfície, até que a embarcação não saia mais da mesa. Anote o peso como sua primeira medição e compare-o com a força de elevação dos outros modelos de hovercraft. Se você tentou fazer orifícios nas laterais para criar um fluxo de ar de propulsão, tente medir a distância que seu hovercraft pode percorrer pela sala e compare seus resultados com os de outros alunos.
Outros projetos
Não há nada mais satisfatório do que os alunos terem sua própria ideia única que funcione. Dê aos alunos alguns materiais básicos, como cartolina, fita adesiva, palitos de picolé, o que você achar que pode ser útil na modificação de hovercrafts de pratos de papel. Por exemplo, inspirando-se na natureza, os alunos podem tentar anexar uma barbatana de papel, ou asas, para dar à nave alguma estabilidade durante o vôo.