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Física
idade: 15 – 17

Levantamento centrífugo

As forças centrífugas são geralmente demonstradas em situações em que a força centrífuga é contrariada pela força centrípeta. Isso pode levar a uma noção errada de que "centrífuga" e "centrípeta" são apenas dois nomes para a mesma força que atua em diferentes direções.

Por que não oferecer uma oportuidade para que seus alunos façam uma experiência com essas duas forças concorrentes?

Tópicos e objetivos

Adquirir uma noção das forças centrípetas e centrífugas.

Canudos
Fio
Pequenos pesos (por exemplo, porcas)
Papel
Tesouras
Preparação

Corte canudos em 4 pedaços (descarte a parte dobrável) e pedaços de fio com cerca de 40 cm.

Tarefa dos alunos

Passe um fio por dentro de um canudo, em seguida amarre uma porca a uma extremidade do fio e uma pequena bola de papel na outra extremidade.

1. Faça a porca subir e descer de forma controlada, apenas girando a bola de papel.

2. Quais forças estão agindo nesta experiência?

Perguntas orientadoras
(se for necessário)

Se o fio quebrasse, em que direção a bola de papel voaria?
› Ela voaria pela tangente.

O que a bola deve fazer a fim de ficar em seu caminho circular?
› Ela deve continuamente mudar a sua direção.

Que força faz com que a bola mude de direção?
› A tensão puxando a corda com a porca na outra extremidade. Esta força é conhecida como força centrípeta.

O que acontece quando a porca é levantada?
› O peso da porca já não é suficiente para manter a bola na trajetória circular.

Como você controla isso?
› Ao girar a bola mais rápido ou mais devagar, você muda a força que a bola de papel exerce sobre a corda. Esta força – chamada de força centrífuga – existe devido à inércia da bola que se opõe à mudança de direção.

Conclusões

A porca se levanta quando a força centrífuga criada pela rotação da bola de papel ultrapassa a força centrípeta criada pelo peso da porca. Enquanto a força centrípeta é constante nesta experiência, a força centrífuga pode ser controlada mudando a velocidade da rotação. Ao ver a porca se movendo para cima e para baixo, seus alunos perceberão que realmente há duas forças diferentes em jogo.