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Testando o centro de gravidade com pregos

Estratégias de ensino-aprendizagem

O centro de gravidade de um objeto é o ponto onde se pode supor que toda sua massa esteja concentrada.
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Sabe-se que todo corpo sólido possui um ponto denominado centro de gravidade ou centro de massa. Essa atividade experimental tem como objetivo mostrar que podemos equilibrar dez pregos na ponta de um através do centro de gravidade do conjunto. Tal atividade pode ser iniciada como sendo um desafio para os alunos.

Inicie a atividade experimental propondo aos alunos um desafio. Tal desafio consiste em conseguir equilibrar dez pregos somente na ponta de um prego. Para realizar a atividade serão disponibilizados 11 pregos grandes, um chapa de madeira de 10 x 10 cm e um martelo.

Fixando o prego sobre a chapa de madeira

Como mostra a figura acima, peça aos alunos que fixem no meio da chapa de madeira um único prego, é necessário que ele fique bem firme, mas não totalmente fixado. Em seguida, dê um tempo para que os estudantes pensem em uma maneira para equilibrar os 10 pregos restantes sobre a cabeça do prego que está fixo.

Após esperar algum tempo de interação entre os alunos, verifique se algum grupo conseguiu equilibrar os pregos. Caso não tenham conseguido, vá ensinando passo a passo como conseguir.

Montando o experimento

Colocando os oito pregos sobre o prego base

Como mostra a figura acima, coloque oito pregos sobre o prego que inicialmente foi colocado horizontalmente sobre a chapa de madeira. É necessário que os pregos fiquem na posição igual ao da figura acima.

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Após colocar todos os pregos, coloque o último prego sobre os demais pregos na mesma direção do prego base. Para que o conjunto fique mais firme, coloque o último prego com a cabeça no sentido oposto à cabeça do prego base. Veja a figura abaixo:

Conjunto de pregos prontos para serem equilibrados

Para finalizar, com as duas mãos pegue nas pontas e nas cabeças dos pregos base, de modo que os demais pregos não saiam das suas posições iniciais. Com muito cuidado, posicione o conjunto de pregos sobre o prego que está fixo na madeira. Vagarosamente, solte os pregos e veja como eles se equilibram.

Explicando o equilíbrio

Nesse experimento, o conjunto ficou em equilíbrio primeiramente pelo fato de o prego de cima servir como trava para os pregos de baixo, fazendo com que o conjunto ficasse fixo. Agora, o fato de o conjunto ficar parado está relacionado com o centro de gravidade. O centro de gravidade é o local onde se concentra virtualmente toda a massa do objeto.

Para que o conjunto fique parado sobre o prego, é necessário que o centro de gravidade esteja localizado abaixo do ponto de apoio. Sendo assim, a média dos centros de gravidade de cada um dos pregos resulta em um centro de gravidade localizado exatamente no ponto de apoio do experimento.


Por Domiciano Marques
Graduado em Fìsica

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