Experiência de baixo custo para determinar a forma da superfície de um líquido em rotação usando o smartphone

Abstract

Neste trabalho, investigamos uma experiência de baixo custo para explorar a física quando uma “folha de água” está em rotação, sob a ação das forças peso e normal. Uma porção de água com corante de alimento vermelho foi colocada em um recipiente que construímos com acrílico transparente no formato de um paralelepípedo, esse recipiente foi acoplado em um fidget spinner que permite o sistema girar em torno de seu eixo vertical. Estudamos a física envolvida nesse problema e calculamos a curva teórica que descreve o comportamento da água em rotação. Verificamos que a curva depende da largura do recipiente e da velocidade angular. Usamos o aplicativo Phyphox livre para fazer as medidas da velocidade angular e podemos comparar a curva teórica com a curva experimental. Para fazer essa comparação, fizemos um applet no software GeoGebra que possibilitou comparar a teoria com uma foto da experiência.In this work, we investigate a low-cost experiment to explore physics when a “leaf of water” is in rotation, under the action of weight and normal forces. A portion of water with red food coloring was placed in a container that we built with transparent acrylic in the shape of a cobblestone, this container was attached to a fidget spinner that allows the system to rotate around its vertical axis. We studied the physics involved in this problem and we calculated the theoretical curve that describes the behavior of the water in rotation. We verify that the curve depends on the width of the container and the angular velocity. We use the free Phyphox app to take angular velocity measurements and we can compare the theoretical curve with the experimental curve. To make this comparison, we made an applet in the GeoGebra software that made it possible to compare the theory with a photo of the experience.