Física do ensino fundamental · Grades 1–9
10O ar ao nosso redor
Balance a mão depressa na frente do rosto: alguma coisa macia roça a sua bochecha. Você não consegue vê-la, agarrá-la nem guardá-la numa gaveta — e mesmo assim ela enche todos os cômodos, todas as garrafas, todos os pátios da Terra. Este capítulo é sobre o ar: o material invisível no fundo do qual vivemos.
10.1 O ar é mesmo alguma coisa?
Definição 10.1 (Ar)
O ar é o material invisível que está em toda parte ao nosso redor. Ele não tem cor, não tem cheiro próprio e a luz o atravessa direto — e é por isso que esquecemos que ele está ali. Mas ele é material de verdade, como as experiências deste capítulo vão provar, e é precioso: cada respiração sua é um gole dele.
Exemplo 10.2 (Experimente: pegue um pouco de ar)
Abra bem um saco plástico, passe-o pelo cômodo e feche-o torcendo a boca. O saco fica inchado como uma almofada — aperte: ele empurra de volta! Está claro que há alguma coisa presa lá dentro. Abra uma pontinha e aperte de novo: você sente o prisioneiro invisível escorrendo por cima dos seus dedos. Um saco “vazio”, cheio de nada, não conseguiria empurrar de volta.
Exemplo 10.3 (Onde o ar se mostra)
O ar é invisível, mas os truques dele não são: ele tremeluz acima de uma estrada quente, levanta pipas, faz as folhas farfalharem e produz bolhas em todo lugar por onde escapa debaixo d’água. Assopre por um canudinho dentro do seu copo: cada bolha prateada é um pacotinho de ar a caminho da superfície.
10.2 O ar ocupa lugar
Método 10.4 (O mergulho do papel seco)
Um truque de mágica que é pura física — faça sobre uma bacia.
- Enfie uma folha de papel-toalha seca bem apertada no fundo de um copo, de modo que ela não caia;
- vire o copo exatamente de cabeça para baixo;
- empurre-o direto para dentro de uma bacia de água, mais fundo que o copo inteiro, sem inclinar;
- puxe-o direto para fora e toque no papel.
O papel está perfeitamente seco! O copo nunca esteve vazio: ele estava cheio de ar, e o ar preso guardou o lugar dele, então a água não conseguiu entrar.
Exemplo 10.5 (A garrafa que faz glub)
Empurre uma garrafa “vazia” de boca para baixo dentro da bacia e incline um pouquinho: glub, glub, glub — bolhas prateadas grandes disparam para a superfície, e a água toma o lugar delas lá dentro. A garrafa estava cheia de ar; a água só consegue entrar na mesma velocidade com que o ar sai. Aquele glub na pia da cozinha é o som do ar e da água trocando de lugar.
Observação 10.6 (Não existe garrafa vazia)
De agora em diante, desconfie da palavra “vazio”. A garrafa vazia, o copo vazio, a caixa vazia: todos cheios de ar, até a boca. Realmente vazio — sem absolutamente nada dentro, nem mesmo ar — é muito difícil de conseguir, e um dia você vai conhecer o nome estranho que os cientistas dão a isso.
10.3 O ar empurra
Definição 10.7 (Vento)
Vento é ar em movimento. O ar parado não roça ninguém; o ar em movimento empurra tudo o que estiver no caminho dele — de leve num dia de brisa, com força suficiente numa tempestade para entortar árvores.
Exemplo 10.8 (O ar trabalhando)
O ar em movimento faz serviços de verdade: ele enche as velas dos barcos, gira cataventos, seca a roupa e sustenta as pipas. Você mesmo fabrica vento toda vez que assopra uma vela de aniversário — o seu sopro é uma rajada particular e pequena, forte o bastante para empurrar a chama para fora do pavio.
Exemplo 10.9 (Experimente: o balão a jato)
Encha um balão de ar e segure o bico fechado. Lá dentro, ar espremido está esperando. Solte: o ar sai correndo para trás, e o balão dispara para a frente pelo cômodo, sacudindo doido. O ar que escapa empurra o balão — um priminho pequeno do jeito como o gás espremido para fora empurra os foguetes de verdade.
Observação 10.10 (O ar é precioso)
O empurrão mais importante de todos acontece caladinho no seu peito: a cada respiração, o ar entra, o seu corpo guarda um pouquinho do que precisa e o resto sai. Pessoas, gatos, pássaros e até os peixes (que sorvem o ar escondido na água) precisam da sua parte. Invisível não quer dizer sem importância — com o ar, quer dizer justamente o contrário.
10.4 Exercícios
Exercício 10.1 ★
Diga três pistas, vistas nesta semana, de que o ar é real — sem usar nenhuma experiência de livro.
Exercício 10.2 ★
Por que o saco fechado do Exemplo 10.2 empurra de volta quando você aperta? O que tem lá dentro?
Exercício 10.3 ★
No mergulho do papel seco, por que a água não chega até o papel? Diga com as palavras do capítulo: quem guarda o lugar?
Exercício 10.4 ★
O que você não pode fazer com o copo durante o mergulho do papel seco, e o que aconteceria com o papel se fizesse?
Solução
Solução de Exercício 10.4.
Não inclinar o copo. Inclinado, o ar preso escapa para cima em bolhas grandes, a água toma o lugar dele — e o papel fica encharcado.
Exercício 10.5 ★
O que é o glub-glub de uma garrafa enchendo debaixo d’água? O que sai, o que entra e por que os dois precisam se revezar?
Exercício 10.6 ★
“Me passe a garrafa vazia.” O que há de verdade dentro de uma garrafa vazia? (Veja a Observação 10.6.)
Solução
Solução de Exercício 10.6.
Ar — até a boca. “Vazia” só quer dizer “sem bebida”; a garrafa está cheia de material invisível.
Exercício 10.7 ★
O que é o vento, nas palavras da Definição 10.7? Dê dois serviços que o ar em movimento faz.
Exercício 10.8 ★
Quando o balão a jato voa, para que lado o ar sai correndo e para que lado vai o balão?
Solução
Solução de Exercício 10.8.
O ar sai correndo para trás pelo bico, e o balão dispara para a frente, no sentido contrário.
Exercício 10.9 ★★
Um funil está encaixado justinho no gargalo de uma garrafa, vedado em toda a volta com massinha adesiva. Ana despeja água no funil — e, depois de um golinho, a água simplesmente fica parada no funil, recusando-se a descer para a garrafa. Explique o que a bloqueia e proponha a solução de um segundo.
Exercício 10.10 ★★
Debaixo d’água, na banheira, incline um copo cheio de ar de modo que a boca dele fique voltada para um copo cheio de água, também debaixo d’água. Dá para despejar o ar para cima, de um copo para o outro? Descreva o que você veria e por que as bolhas sobem enquanto a água despejada desce.
Solução
Solução de Exercício 10.10.
Dá! Incline o copo cheio de ar de modo que a boca dele fique debaixo da boca do outro copo: o ar sai em bolhas prateadas grandes que sobem para dentro do copo cheio de água e se juntam no topo dele, empurrando a água para baixo. O ar sobe e a água desce porque o ar sempre flutua para cima através da água — é despejar de cabeça para baixo.