Introduzir algumas noções do que é a pressão e sua atuação em diferentes situações do dia-a-dia

• Apresentação da questão problema
• Discussão da questão com os alunos acompanhada de uma tentativa de explicação para o problema
• Aula expositiva sobre o tema
• Montagem do experimento
• Aplicação do experimento
• Discussão em grupo do experimento
• Aplicação de questões sobre o experimento

• Os alunos assistem a apresentação do problema e a explicação
• No momento das discussões os alunos se reunem em grupo

Certas ocasiões em que abrimos a torneira vemos a água jorrar com mais velocidade e/ou com menos velocidade. Os motivos que explicam essa diferença na vazão da água tem relação com a pressão do líquido exercida dentro do sistema hidráulico residencial. Assim, a fim de atingir essa abordagem, realizaremos um experimento que consiste no escoamento da água em duas situações diferentes.

• Duas garrafas Pet
• Fita isolante
• Estilete
• Parafuso
• Água (misturada com tinta)

Figura 1 - Materiais utilizados

Utilize duas garrafas Pet de dois litros e faça dois orifícios no mesmo nível em uma garrafa e na outra faça dois orifícios, mas em níveis diferentes. Vede os orifícios com fita isolante e encha as garrafas com água. Em seguida retire primeiro a tampa e depois de 10 segundos retire a fita isolante das duas garrafas.

Retirando–se a tampa e a fita isolante, a água começa a jorrar pelos dois orifícios que estão nivelados (Fig. 2) e desnivelados (Fig. 3), mas quando tampamos novamente as garrafas apenas nos orifícios que estão nivelados a água para de jorrar (Fig. 4), pois, nos orifícios que estão desnivelados a água continua a jorrar apenas pelo orifício inferior.

Figura 2

Figura 3

Figura 4

Porque a água que está em uma caixa d'água que fica sobre uma casa de dois andares, quando distribuída pela residência as torneiras que fica no térreo possuem um fluxo de água maior do que as torneiras que estão no segundo andar, e que portanto, também estão mais próximas da caixa d'água.

Discussão do problema buscando respostas para a sua ocorrência

• Qual filete d'agua atinge a maior distância
• O que ocorre no momento em que as tampas e as fitas isolantes são retiradas
• No momento em que as garrafas estão sem tampa e sem fita isolante qual é o primeiro filete a parar de jorrar água

Neste experimento com as garrafas Pet, a pressão é a principal causa para que a água não escorra e para que ela escorra. Vejamos cada passo da experimentação: enquanto a garrafa cujos furos estão nivelados estiver com a tampa, a pressão atmosférica (Pressão externa) equilibra a pressão exercida pelo o ar existente na parte superior da garrafa mais a exercida pela coluna de líquidos até os orifícios (Pressão interna), portanto a água não escoa. Porém, na garrafa que têm os furos desnivelados, o líquido escoa pelo orifício inferior, pois, bolhas de ar penetram pelo orifício superior devido à diminuição da coluna de líquidos. Quando retiramos as tampas das garrafas, a situação ocorre de forma igual para as duas garrafas. Já que a pressão interna aumenta superando a pressão externa, logo a água começa a jorrar pelos seus orifícios. Entretanto, quando tampamos as garrafas novamente, a água jorra apenas pelo orifício inferior da garrafa, cujos furos foram feitos em desnível. Isso ocorre porque a pressão atmosférica exercida no orifício inferior é superada pela pressão atmosférica exercida no orifício superior mais a pressão exercida pela coluna do líquido existente entre os dois orifícios.

1. Em qual orifício a água jorra com mais velocidade e por que isso ocorre?
2. Pode-se verificar que quanto maior a profundidade ou altura de líquido, o filete de água atinge uma maior distância?
3. A pressão é maior dependendo da profundidade do orifício considerado?
4. A pressão exercida é perpendicular (possui um ângulo de 90º) com a superfície da garrafa?

• Conceito de pressão
• Em que momento ela é observada

A física define o conceito de pressão como sendo uma grandeza física que só existe e tem sentido quando existe uma força aplicada a algum local. A distribuição desta força no local denomina-se pressão.

Atividades desenvolvidas por alunos de graduação do curso de Licenciatura em Ciências da Natureza para o Ensino Fundamental, da Escola de Artes, Ciências e Humanidades da USP.