UMA VISÃO MAIS ELEGANTE DO MUNDO AO SEU REDOR CONHECENDO A HIDROSTÁTICA.

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## UMA VISÃO MAIS ELEGANTE DO MUNDO AO SEU REDOR CONHECENDO A HIDROSTÁTICA

Soraia da Costa Berbat [soraiaberbat@ig.com.br] a Wilma Machado Soares Santos [wilma@if.ufrj.br] a Marcos Binderly Gasparª [mgaspar@if.ufrj.br]

a Instituto de Física - UFRJ

## Resumo

Este trabalho mostra uma proposta para ensinar hidrostática para alunos do ensino médio. Identificando a hidrostática, através de algumas perguntas selecionadas de livros didáticos, nas mais diversas áreas profissionais e no c otidiano. O objetivo é mostrar aos estudantes a importância da compreensão deste tema. Desta forma os alunos passam a compreender que a física está presente em suas vidas e que a matemática é uma forma de auxiliar a representar os conceitos físicos através de equações. Com isso passam a associar fórmulas teóricas abstratas a situações reais vividas no cotidiano. Também serão apresentadas duas experiências que visam auxiliar o aluno a formalizar os conceitos físicos associados e preparar suas estruturas cognitivas para compreenderem com mais facilidade as formulações teóricas que serão apresentadas nas aulas.

## 1- Introdução

- O desenvolvimento do conhecimento está diretamente ligado à necessidade de sobrevivência do homem. Nesse sentido o conhecimento da física possibilitou o avanço tecnológico em muitos setores de nossa sociedade, vamos mostrar como este conhecimento auxilia nossas vidas. Falaremos da importância da física no nosso dia-a-dia como por exemplo quando usamos um 'tubo em U' para esvaziarmos as piscinas ou como funciona o sistema de freios dos automóveis ou ainda como funciona o processo de vedação das atuais embalagens de requeijão em copo.

A linha norteadora para o desenvolvimento deste trabalho foram os Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio - PCNEM do MEC, que diz que 'é imprescindível considerar o mundo vivencial dos alunos, sua realidade próxima ou distante, os objetos e fenômenos com que efetivamente lidam, ou os problemas e indagações que movem sua curiosidade. Esse deve ser o ponto de partida e, de certa forma, também o ponto de chegada' [1].

## 2 - A Hidrostática presente no dia-a dia

As questões apresentadas a seguir fazem partes de um conjunto de questões envolvendo a hidrostática, das quais foram selecionadas apenas algumas para este trabalho.

## 2.1 - QUESTÕES INTERESSANTES DA HIDROSTÁTICA NO COTIDIANO

Como um submarino consegue subir,descer ou mesmo permanecer parado ? [2]

Estando o submarino totalmente mergulhado na água, o volume de água deslocado pelo seu casco não se altera. Com isso, o empuxo da água sobre o submarino é constante.Com os reservatórios de água totalmente cheios, o peso do submarino torna-se maior do que o empuxo e o submarino afunda. Acionadas as bombas hidráulicas dos reservatórios, pode-se retirar água dos mesmos, até que o peso torna-se igual ao empuxo,ficando a o submarino em equilíbrio. Com uma maior retirada de água dos reservatórios, o peso torna-se menor que o empuxo e o submarino sobe. À medida que o submarino vai saindo da água, diminui o peso da água deslocado pelo seu casco, fazendo o empuxo diminuir. Assim que o empuxo se iguala ao peso do submarino, ele se equilibra e estaciona, parcialmente submerso na água.

## Como funciona o sistema de freios dos automóveis ? [3]

Quando o motorista pisa no pedal do freio, provoca uma pressão que atua sobre um compartimento com óleo. A pressão se transmite por todo o óleo, inclusive dentro de um sistema de tubos que vai agir sobre as rodas do carro, travando-as. Faltando óleo no sistema de freios, o carro não pára, por isso, é importante a verificação do nível de óleo dos automóveis.

## Quando tomamos um refrigerante com canudinho, o líquido sobe por ele. Como isso funciona? [4]

Quando se puxa com a boca o ar de um canudinho, a pressão diminui no interior do canudo, pois o ar que permanece se espalha e isso faz com que a pressão dentro do canudo fique menor. Então como a pressão atmosférica no líquido não se modificou, ela empurra o líquido para dentro do canudo.

## Como é possível que o nosso corpo não seja amassado pela pressão atmosférica, já que ela é tão grande ? [3]

Porque o ar penetra no pulmão e faz pressão de dentro para fora igual à pressão de fora para dentro.

## Por que motivo é melhor fazermos dois furos nas latas de óleo ou de azeite ? [5]

Porque o ar entra por um dos furos e pressiona o líquido para que saia através do outro furo.

## 2.2 - ATIVIDADES EXPERIMENTAIS

Objetivo de realizarmos experimentos com materiais simples em aulas de física, é motivar os alunos, despertando o interesse e a curiosidade deles.

## Experiência 1: Mergulhador

Figura 1 : Mergulhador [6]

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Objetivo: Verificar como um submarino mergulha e depois volta a superfície.

Material: Tubo vazio de uma caneta transparente, garrafa de plástico estreita e transparente.

Procedimento : Pegue o tubo de caneta e coloque água até que esteja cheio, coloque-o invertido dentro da garrafa contendo água de tal forma que ele flutue. A seguir feche a garrafa de plástico que está quase cheia de água, ao apertá-la, você verá que o tubo afunda.

## Perguntas:

## 1) 0 que faz o tubo de caneta flutuar?

- R : 0 ar contido dentro do tubo de caneta é o que faz com que o tubo flutue, pois ele ( o ar ) exerce uma pressão sobre a água fazendo o tubo flutuar.

## 2) Tente explicar o que faz o tubo de caneta ir até o fundo.

- R : Ao apertarmos com força a garrafa a água é forçada para dentro do tubo de caneta fazendo com que ele fique pesado e afunde.

## 3) Tente explicar o que faz o tubo de caneta subir.

- R : Ao soltarmos a garrafa a água sai do tubo de caneta fazendo com que ele fique mais leve e flutue.

## Experiência 2: Elevador Hidráulico

Figura 2 : Elevador Hidráulico [6]

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Objetivo : Mostrar como elevar um objeto pesado com pouco esforço.

Material : Duas s eringas de injeção (sem agulhas), uma de 5 ml e outra de 20m1, uma mangueira de aquário de diâmetro de 20 cm; quatro tiras de madeira ( 6x16 cm) com 1 a 2 cm de espessura; pregos; parafusos e água. [6]

Procedimento: Construa um suporte com as quatro tiras (veja figura). Faça dois furos circulares numa das tiras, um para a seringa menor e outro para a seringa maior e encha-a de água. Pressionando o êmbolo, force a água a ocupar toda a mangueira e a seringa menor. [6]

## Perguntas:

## 1) 0 que acontece quando pressionamos o êmbolo da seringa menor?

- R : Transmitimos água para a seringa maior através da mangueira.
- 2) E quando pressionamos o êmbolo da seringa maior?
- R : Transmitimos água para a seringa menor através da mangueira.
- 3) Em qual das duas seringas fazemos um esforço menor?
- R : Na seringa menor.
- 4) Qual é a relação entre a força aplicada nos dois casos e a área de seção reta das seringas?
- R : A força está diretamente relacionado à área de seção reta de uma determinada seringa, quanto maior a área de seção reta maior será a força e vice-versa.

## Referência

- [1] - MEC, Parâmetros Curriculares Nacionais para o Ensino Médio, 1999.
- [2] - MÁXIMO, Antônio. &amp; ALVARENGA, Beatriz. Física. São Paulo, editora Scipione, 1997.
- [3] - GASPAR, Alberto. Física. São Paulo, editora Ática, 2000.
- [4] - CALÇADA, Caio Sérgio. &amp; SAMPAIO, José Luiz. Universo da Física. São Paulo, editora atual, 2001.
- [5] - LOPES, Sônia. &amp; MACHADO, Ana. O suporte da vida. São Paulo, editora Atual, 1996.
- [6] - VALADARES, Eduardo Campos. Física mais que divertida. Belo Horizonte, editora UMG, 2000.