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May 08, 2024

Levante uma grande carga usando líquidos

Uma atividade hidráulica da Science Buddies Conceitos-chave FísicaEngenhariaMáquinas SimplesForçaPressão Introdução Nem mesmo o ser humano mais forte poderia levantar um caminhão no ar. Nossos cérebros,

Uma atividade hidráulica da Science Buddies

Conceitos chaveFísicaEngenhariaMáquinas SimplesForçaPressão

Introdução Nem mesmo o ser humano mais forte poderia levantar um caminhão no ar. Nossos cérebros, porém, são inteligentes o suficiente para criar uma ferramenta capaz de levantar objetos pesados ​​para nós: elevadores hidráulicos! Você pode encontrá-los em oficinas mecânicas, em elevadores para cadeiras de rodas e até mesmo em canteiros de obras de arranha-céus. Eles usam água (ou outros líquidos) para aumentar a força disponível para levantar coisas. E você poderá construir um nesta atividade! Experimente e descubra como é mais fácil levantar com o poder da água.

Fundo Se você já usou um carrinho de mão, sabe que ele pode ajudar a levantar objetos pesados: levantar as alças do carrinho de mão é mais fácil do que levantar o objeto em si. Um elevador hidráulico realiza a mesma tarefa. Permite mover um objeto pesado com muito menos esforço.

"Hidráulico" refere-se a ferramentas que operam movimentando líquidos, como água ou óleo. Você não pode comprimir líquidos (a menos que tenha equipamento especial). Isso significa que não importa o quão forte você pressione um líquido, você não poderá alterar visivelmente seu volume. Experimente! Encha uma seringa de medicamento oral com água, feche a ponta aberta com um dedo e tente pressionar o êmbolo. Você verá que não consegue. Mesmo que você pudesse colocar um elefante no êmbolo, ele não comprimiria o fluido na seringa. Então, o que você poderá fazer com essa energia hídrica?

No esforço para mover algo, não é apenas importante exercer força, mas também considerar toda a área sobre a qual a força se espalha. Pense em uma ocasião em que você brincou com Play-Doh. Enfiar um dedo na massa é fácil, mas empurrar a palma da mão na massa é mais difícil – você provavelmente sentiu mais resistência. Como sua mão tem uma área de superfície maior, seu esforço é distribuído por uma área maior e a massa não recebe tanta força por cada centímetro quadrado como acontece com um empurrão com um único dedo. Agora pense neste problema ao contrário: às vezes você quer menos força por centímetro quadrado, como quando está tentando levantar algo. Existe uma maneira de colocar um objeto em uma superfície maior para que ele crie menos pressão ao tentar levantá-lo? Experimente a atividade para descobrir!

Materiais

Preparação

Procedimento

Observações e Resultados Você provavelmente achou mais fácil levantar o frasco com a seringa auxiliar grande. Nessa combinação, a jarra provavelmente também se moveu por uma distância muito menor.

Quando você pressiona um êmbolo, o líquido dentro do sistema fechado pressiona com igual pressão contra o outro êmbolo. Como a pressão é criada pela aplicação de força sobre uma área, um pequeno empurrão em uma área pequena cria a mesma pressão que um empurrão muito maior em uma área muito maior. É por isso que um elevador hidráulico pode multiplicar uma força: você empurra um êmbolo pequeno, a pressão criada se move através do líquido para um êmbolo muito maior, e a carga no êmbolo maior sente um empurrão muito maior do que aquele que você primeiro feito. Por isso era mais fácil e, se você tentasse, conseguiria movimentar mais peso com uma seringa auxiliar grande do que com uma pequena.

Você viu como o líquido foi transferido de uma coluna para outra no processo? Como o volume do líquido não muda, o êmbolo maior não se moverá tanto quanto o êmbolo menor. Mas essa é a desvantagem de poder levantar um objeto pesado!

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Esta atividade foi trazida a você em parceria com a Science Buddies

Chelsea Harvey e E&E News

Jonathan Bean e The Conversation EUA

Meg Duff, Jeffery DelViscio e Tulika Bose