Pica-pau em queda

Descrição

É um brinquedo artesanal, que consiste em uma haste de metal, com um pequeno pica-pau preso numa mola fixada numa argola de madeira ou plástico. Essa argola fica levemente folgada na haste e quando solta do alto, começa a cair fazendo um movimento oscilatório. Ele funciona a partir da energia potencial gravitacional do conjunto, quando posicionado no alto da haste. Essa energia é transformada em outras formas, a medida que vai caindo: energia cinética, energia potencial elástica, energia cinética e assim, sucessivamente. Levando o pica-pau até o topo, deixando-o na posição inclinada e soltando-o cuidadosamente, ele fica parado nesta posição e não cai. O que segura o pica-pau é a força de atrito. Como a argola fica um pouco folgada na haste, o peso do pica-pau exerce um torque que gera forças de atrito entre a parte interna da argola em contato com a superfície da haste. Por causa do atrito, o pica-pau não cai e não e não sai do lugar. Mas, quando damos um leve deslocamento para baixo no pica-pau, entortando a mola, o movimento oscilatório começa, alternadamente com a sua queda. Quando entortamos a mola e soltamos, a energia potencial elástica se transforma em energia cinética, gerando um movimento oscilatório no pica-pau. Nessa oscilação, quando o centro de massa do pica-pau fica numa posição horizontal com relação a argola, momentaneamente deixa de existir contato com a haste e consequentemente, o atrito desaparece. Sem o atrito, o conjunto começa a cair, até que novamente haja contato da parte interna da argola, que ocorre por causa do torque do peso do pica-pau. Logo após o travamento, por causa das forças de inércia, o pica-pau força a mola a entortar novamente, e o ciclo se repete, até o conjunto chegar na base. Algumas características são importantes para que o pica-pau funcione, tais com a relação entre os diâmetros da argola e da haste, o peso do pica-pau, e constante elástica da mola.

Dimensões: 33 cm x 10 cm x 8 cm

Conceitos e Princípios Físicos Abordados

Pode-se abordar atrito, força peso, oscilações, oscilações amortecidas e oscilações forçadas.

Material utilizado

Equipamento industrializado.

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