Contextualização

O teorema de Stevin, também conhecido como lei de Stevin, é um dos pilares da física que estuda os fluídos. Este teorema foi proposto pelo cientista belga Simon Stevin no século XVI e é crucial para entendermos o comportamento da pressão em líquidos em repouso.

O teorema de Stevin pode ser resumido pela seguinte expressão: a diferença de pressão entre dois pontos de um fluído incompressível e em equilíbrio, é igual ao produto da densidade (rho), da aceleração da gravidade (g) e da diferença de altura (h) entre os dois pontos. Em formato de fórmula, temos: ΔP = ρ.g.h.

Pode parecer um pouco abstrato, mas ter uma compreensão clara deste princípio é fundamental para entender uma variedade de fenômenos cotidianos. Este princípio explica, por exemplo, por que a pressão nos nossos ouvidos aumenta quando mergulhamos no fundo de uma piscina ou no mar.

Do ponto de vista das aplicações práticas, o teorema de Stevin tem implicâncias em muitas áreas da engenharia, da medicina e da biologia. Na engenharia civil, por exemplo, é usado para calcular as pressões que atuam sobre as paredes de um reservatório de água ou uma barragem. Na medicina, dá-nos uma compreensão de como o sangue flui nos nossos vasos sanguíneos, levando nutrientes para todas as partes do corpo.

Se quiser aprofundar seus estudos sobre o teorema de Stevin, sugiro a leitura do livro "Física para Ciências Exatas e da Terra" de Frederico Borges de Morais e Luciene Lima dos Reis. Vocês também podem assistir ao vídeo "Teorema de Stevin" do canal "O Físico de Bolso" no YouTube para uma explicação mais visual do tema.

Atividade Prática

Título da atividade: Simulando o Teorema de Stevin

Objetivo do projeto:

Por meio de uma atividade experimental simples e divertida, os alunos irão explorar o Teorema de Stevin e ver em prática como a pressão de um fluido muda com a profundidade.

Descrição do projeto:

Os alunos irão criar um simples modelo de um fluido em repouso (água em um recipiente transparente) e irão medir a pressão em diferentes profundidades utilizando um manômetro caseiro. Os alunos irão registrar as observações, analisar os resultados e redigir um relatório baseado em suas descobertas.

Materiais Necessários:

• Recipiente transparente (altura mínima de 30cm)
• Água
• Corante alimentar
• 2 canudos de plástico
• Fita adesiva
• Régua
• Borracha de silicone líquido (opcional)

Passo a Passo:

1. Encha o recipiente com água até 3/4 de sua capacidade.

2. Adicione algumas gotas de corante alimentar na água para melhor visualização.

3. Faça um manômetro caseiro: Pegue dois canudos de plástico e junte-os com fita adesiva, formando uma única tubulação mais longa. Tape um dos extremos com borracha de silicone líquido ou outro material impermeável e selante.

4. Mergulhe suave e lentamente o lado não selado do canudo na água. Certifique-se de que o canudo esteja na vertical.

5. Marque no recipiente as alturas de 10cm, 20cm e 30cm a partir da superfície da água.

6. Observe o nível da água dentro do canudo quando este é colocado em cada uma das marcações de altura. Tire fotos ou faça desenhos para registrar.

7. Anote a altura da água no canudo para cada marcação de altura no recipiente. Este será o valor da pressão nos diferentes pontos do fluido.

Após a realização do experimento, os grupos irão analisar os resultados e discutir sobre as observações feitas. Os alunos deverão links diretos entre o que observaram no experimento e o Teorema de Stevin.

Produto Final e Critérios de Avaliação

Os alunos deverão elaborar um documento escrito, em formato de relatório, sobre a atividade. O relatório deve ser dividido em quatro seções principais: Introdução, Desenvolvimento, Conclusões e Bibliografia.

Na Introdução, os alunos irão apresentar o Teorema de Stevin, sua relevância e o objetivo do projeto.

Em Desenvolvimento, os alunos irão explicar o Teorema de Stevin, o experimento em detalhes, a metodologia do experimento e como este experimento se relaciona com o Teorema de Stevin. Além disso, os alunos deverão apresentar os resultados obtidos e discuti-los.

Na Conclusão, os alunos irão retomar os pontos principais, discutir o que aprenderam com a realização do projeto e quais conclusões foram retiradas.

Na Bibliografia, os alunos irão listar suas fontes de informação, como livros, sites, vídeos, etc.

Cada um destes itens será avaliado considerando a compreensão da teoria, a clareza na apresentação da atividade prática e a discussão dos resultados. A avaliação também levará em conta o trabalho em equipe, a organização e a pontualidade na entrega do relatório.