Para fazer um modelo de força centrípeta usando baldes de água, você precisará dos seguintes materiais:
- Dois baldes de água com alças de corda
- Um longo pedaço de barbante
- Uma fita métrica
- Um cronômetro
- Um marcador
- Um tripé ou outra estrutura de suporte
Instruções: 1. Encha um dos baldes de água até a metade com água.
2. Prenda uma ponta do barbante na alça do balde cheio de água.
3. Prenda a outra extremidade do barbante à estrutura de suporte.
4. Marque uma linha no chão diretamente abaixo do balde cheio de água.
5. Balance o balde cheio de água em um círculo horizontal, mantendo o barbante esticado.
6. À medida que o balde balança, a água sobe pelas laterais do balde e eventualmente transborda.
7. Use o cronômetro para medir quanto tempo leva para a água sair do balde.
8. Repita as etapas 5 a 7 para diferentes comprimentos de barbante.
Observações: À medida que você aumenta o comprimento do barbante, a água demora mais para sair do balde. Isso ocorre porque quanto mais longo o fio, maior será a força centrípeta que atua sobre a água. A força centrípeta é a força que puxa um objeto em direção ao centro de uma trajetória circular. Neste experimento, a força centrípeta é fornecida pela tensão na corda.
A quantidade de força centrípeta necessária para manter um objeto em movimento em uma trajetória circular é determinada pela massa do objeto, pela velocidade do objeto e pelo raio da trajetória circular. Neste experimento, a massa do balde de água e a velocidade do balde são constantes, então o único fator que muda é o raio da trajetória circular. À medida que você aumenta o comprimento do barbante, aumenta o raio da trajetória circular e, portanto, diminui a quantidade de força centrípeta necessária para manter o balde de água se movendo em círculo.
Conclusão: Este experimento demonstra como a força centrípeta mantém os objetos se movendo em uma trajetória circular. Quanto mais longo o barbante, maior será a força centrípeta necessária para manter o balde de água se movendo em círculo.