Como fazer uma demonstração de princípio de Torricelli com garrafa PET
Você já deve ter visto esse clássico em aulas de física: uma garrafa PET furada na lateral, água saindo pelo orifício e formando um jato que percorre uma distância horizontal antes de tocar o chão. na figura uma demonstração feita com garrafa pet ilustra de forma direta a relação entre pressão hidrostática e velocidade de escoamento, sem precisar de equipamentos caros ou complicados.
na figura uma demonstração feita com garrafa pet
A montagem é simples. Pegue uma garrafa PET de 2 litros, tampada, e faça três furos verticais alinhados na lateral — um perto do fundo, outro no meio e outro mais próximo do topo. Use um prego aquecido na chama ou uma furadeira com broca fina. Encha a garrafa com água e observe os jatos. O furo mais baixo projeta a água mais longe. O do meio, menos. O de cima, quase não sai. Isso acontece porque a pressão hidrostática aumenta com a profundidade. A equação de Torricelli diz que a velocidade de saída é v = raiz de 2gh, onde h é a altura da coluna de água acima do furo. O resto é cinemática: o tempo que a água leva para cair até o chão depende da altura do furo em relação ao solo, e a distância horizontal é simplesmente velocidade vezes esse tempo.
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Eu já fiz essa demo com turma de ensino médio usando garrafas reutilizadas, régua, fita métrica e cronômetro de celular. Achei que ia dar certo redondo. O problema é que os jatos não são perfeitamente retos — eles se desgarram, oscilam, e o furo mais baixo muitas vezes cria um filete turbulento que não consegue medição confiável de alcance. A solução foiocolar uma mangueirinha transparente pequena nos furinhos, o que estabiliza o jato e permite marcar o ponto de queda com mais precisão. Dica prática que vale mais que qualquer dedução teórica. Um detalhe que muitos esquecem: a garrafa precisa estar sempre tampada. Se a tampa for aberta, o ar entra e a pressão interna se equaliza com a atmosférica, mudando completamente o comportamento do escoamento. O nível da água também cai com o tempo, então as medições devem ser feitas rápido, nos primeiros segundos após a abertura dos furos, enquanto a altura h ainda é sensivelmente constante.
Para quantificar, mede-se a altura do furo em relação ao solo (H) e a altura da coluna d'água acima do furo (h). A velocidade teórica de saída é raiz de 2gh. O tempo de queda é raiz de 2H/g. A distância horizontal prevista é x = raiz de 2gh multiplicado por raiz de 2H/g. Na prática, os valores experimentais ficam cerca de 10 a 15% abaixo do previsto, principalmente por causa do coeficiente de descarga do furo e da viscosidade da água. O erro é normal e faz parte do exercício. Se o objetivo é só mostrar o conceito, a garrafa PET resolve. Se quer dados quantitativos para um relatório ou olimpíada de física, considere usar um tanque com registro de nível constante ou uma bomba recirculante, que mantêm h estável durante todo o experimento. Garrafa PET com nível caindo gera dispersão nos dados que pode confundir mais do que esclarecer.
