Isaac Newton nunca imaginou isso

Alunos criam e montam em hovercrafts para aprender as leis do movimento

Cedar Springs - Quando o soprador de folhas ganhou vida, Nikko Munoz colocou uma mão sobre a boca para abafar um pequeno grito de surpresa e riso. Em segundos, a engenhoca em que ela estava sentada levantou do chão e impulsionou Nikko pelo chão de ladrilhos do refeitório da Cedar Springs High School.

Seus colegas aplaudiram quando ela errou por pouco uma pilha de cadeiras e parou perto do outro lado da sala.

"Parece uma montanha-russa", exclamou Nikko enquanto se sentava. "Foi super estranho - é tudo o que posso descrever. Apenas vagando por toda a sala em um pedaço de madeira e com um soprador de folhas ao seu lado. Tão estranho!"

A professora Jordan Covey construiu o "hovercraft" como a segunda parte de um laboratório de duas etapas para sua aula de física conceitual para calouros. O objetivo acadêmico dos laboratórios? Isso foi para aprender e entender as três leis do movimento de Newton.

Mas, na verdade, colocar os alunos em compensados ​​e deslizá-los pela sala para demonstrar força, massa e aceleração? Isso foi tudo ideia de Covey.

"Meus alunos significam mais para mim do que apenas acadêmicos - é por isso que amo ensinar ciências", disse Covey. "Eu me divirto com eles, e eles ficam confusos e se divertem e fazem essa conexão entre o que estão fazendo e o que estão aprendendo."

Como funciona a lei

Na primeira parte do laboratório, os alunos criaram "mini hovercrafts" com CDs, balões, tampas de garrafas e cola quente e depois os enviaram flutuando pelo corredor. Com um pequeno ventilador criando um "efeito de mesa de air hockey" sobre o chão, o ar escapando dos balões e fluindo sob os CDs criou uma força líquida para fazer o dispositivo se mover, explicou Covey.

"A terceira lei de Newton é sobre forças iguais e opostas", disse ela. "Então, enquanto o ar está empurrando para baixo, o chão está empurrando para cima e segurando o ar, e é isso que permite o movimento."

Equipes de dois competiram para ver qual hovercraft poderia viajar mais longe no corredor, fazendo medições para calcular a velocidade, aceleração, força líquida e momento do dispositivo. Os alunos puderam fazer ajustes em seus hovercrafts, como aumentar ou diminuir a quantidade de massa – ou ar – nos balões, para ver como isso afetaria o desempenho.

Fazendo um passeio surpresa

Algumas semanas depois, veio o verdadeiro teste: depois de registrar e analisar os dados de seus mini hovercrafts, os calouros literalmente deram uma volta em seu próprio hovercraft para comparar como a massa afeta o movimento.

Covey fez a versão em tamanho real do hovercraft usando madeira compensada, filme plástico, fita adesiva e um soprador de folhas (graças a uma doação da Cedar Springs Education Foundation). O conceito, no entanto, era o mesmo: conforme o soprador de folhas empurrava o plástico, o hovercraft levantava e carregava o aluno pelo chão.

"Eu não tinha ideia de que (Covey) realmente faria um hovercraft no qual iríamos andar", disse Nikko. "Você poderia dizer, como com (um colega de classe), que ele é menor do que algumas das outras pessoas que andaram, e ele foi muito mais rápido. Então você poderia dizer que quanto maior a massa, mais tempo levaria para acelerar."

'Apenas vagando por toda a sala em um pedaço de madeira e com um soprador de folhas ao seu lado. Tão estranho!'

O colega de classe Connor Hansen concentrou-se na distância percorrida por cada hovercraft em relação ao seu tamanho e massa. Embora seu mini hovercraft tivesse menos peso e exigisse menos força para impulsioná-lo pelo corredor, ele viajou 47 pés. Em comparação, o hovercraft em tamanho real que o transportava como passageiro era impulsionado por um soprador de folhas muito mais forte, mas viajava apenas 27 pés pela sala.

Connor também anotou o tempo que os dispositivos levaram para percorrer essas distâncias.

"Estamos tentando descobrir a velocidade, a aceleração e a força necessárias para mover cada um deles, então você precisa ter a massa, o tempo e a distância para encontrar tudo isso", explicou. "Depois disso, tudo se resume: você pode encontrar a velocidade a partir de sua distância e tempo, com a velocidade você pode encontrar sua aceleração e, em seguida, com a aceleração, você pode medir a força."