O que é o Pop-pop Boat?

O Pop-Pop Boat é um mini barco a vapor. É movido através de uma simples vela que aquece um tubo de cobre ou duas palhinhas cobertas por uma placa de metal. Este ou estas depois de aquecidos fazem com que haja uma constante entrada e saída de água que fazem com que o barco ande.
Foi realizada, pelo nosso grupo, uma pesquisa sobre os processos físicos e químicos relacionados com a movimentação do barco e sobre os materiais reutilizáveis que poderíamos aproveitar para o nosso trabalho antes de procedermos à escolha dos materiais do barco e à sua construção.

Processos Envolvidos

3ª Lei de Newton: Lei da acção/reacção




















Se um corpo A aplicar uma força sobre um corpo B, receberá deste uma força da mesma intensidade, mesma direcção e sentido oposto à força que A aplicou em B


Características das forças acção/reacção

•Estão associadas a uma única interacção, forças trocadas entre dois corpos;
•Têm sempre a mesma natureza;
•A mesma direcção;
•A mesma linha de acção;
•Sentidos opostos;
•A mesma intensidade;
•São aplicadas em corpos diferentes, logo não se anulam.


Impulso
•Impulso é a força de sustentação, exercida por um liquido sobre um corpo nele mergulhado que impede que esse corpo afunde.
•Quanto maior a densidade do líquido, maior o impulso.
•Quanto menor a densidade do líquido, menor o impulso.





Materiais

Estrutura do barco:

Ao considerarmos o impulso, uma lei química relacionada com a flutuação dos corpos na água, para escolher os materiais, apercebemo-nos que o material utilizado para montar o barco teria que ser menos denso que a agua ou teria que ter uma área e forma que o tornassem menos denso, permitindo uma melhor flutuação.

Tendo isto em conta, surgiram-nos três materiais reutilizáveis facilmente obtidos: o alumínio (latas de refrigerante), a esferovite e o cartão (pacote de leite). Então, foi necessário escolher o melhor entre os três.




O alumínio, apesar de produzir um efeito mais sofisticado, foi rapidamente afastado, por ser difícil de cortar e moldar.
Já a esferovite chegou ate a entrar numa primeira tentativa de construção, na qual construímos o barco e revestimos com papel de jornal, mas à medida que o projecto avançava percebíamos que a esferovite devido à sua forma irregular tinha que ser revestida com o papel, o que depois originou um problema, pois não iria resistir à água.
Sendo assim, decidimos avançar com o cartão que nos pareceu ser o material mais fácil de trabalhar e mais propício à construção de um barco, por flutuar facilmente.

“Motor”:
Neste caso, pela análise da 3ª Lei de Newton descobrimos que quanto maior for a força da água que sai do engenho que forma o “motor” do pop-pop boat, maior será a força aplicada pela água no barco, conferindo-lhe assim uma maior velocidade.

O mais fácil seria ir para o que é normalmente utilizado no pop-pop boat, um tubo de cobre que é aquecido, fazendo com que a agua entre, seja aquecida e saia como jacto.

Mas, seguindo o conceito dos materiais reutilizáveis, o nosso grupo encontrou, devido a pesquisas feitas, uma alternativa que consistia em utilizar palhinhas que são introduzidas numa espécie de saqueta feita com alumínio de uma lata e que funciona como uma caldeira, acabando por funcionar da mesma forma que o tubo de cobre, dado que a lata é aquecida e a agua sai pelas palhinhas.



No entanto, no caso da lata e das palhinhas, a potência é menor, então, apesar de termos mantido a alternativa da lata e das palhinhas para a construção de um barco amigo do ambiente, reconhecemos que na demonstração do andamento do pop-pop boat é mais fácil recorrer ao tubo de cobre, por conduzir melhor o calor.

Outros materiais:
Utilizámos agrafos e cola para conseguir a forma que desejávamos para o barco e silicone para tapar possíveis buracos.
E tivemos que escolher tintas próprias para pintar cartão, que devido à sua característica pouco aderente dificulta o processo.

Etapas de Construção

Ao escolher os materiais que consideramos mais vantajosos prosseguimos para a construção do barco.

Estrutura do barco:


  • Arranjar um molde que confira ao cartão a forma de um barco. Esta é uma parte que depende do gosto de cada um, pois a forma e a área do barco não são únicas, apenas devem permitir que este flutue e navegue sem dificuldades



  • Fazer e recortar o molde do barco no pacto de leite

  • Agrafar e colar o molde de modo conferir-lhe a forma de barco


  • Fazer um furo no casco para colocar o tubo de cobre (ou as palhinhas). O local pode variar, sendo mais fácil um furo na parte da frente quando se utilizam palhinhas e na parte de trás quando se opta pelo tubo de cobre


  • Fazer e recortar as formas para fazer o convés do barco no outro pacote de leite. Esta é também uma etapa que fica ao critério de cada um, pois funciona apenas a nível estético, tanto para embelezar como para esconder a vela e o alumínio





  • Colar as diferentes peças que originarão o convés. Esta aparte não deve ser colada à parte de baixo do barco, pois pode dificultar a colocação da vela no interior do barco


  • Pintar as peças do barco com tintas apropriadas




Lata e palhinhas:

  • Recortar a parte lateral de uma lata, para obter uma tira de alumínio com a forma de um rectângulo com cerca de 20 cm de comprimento e 10 cm de largura

  • Dobrar a tira de alumínio ao meio

  • Cortar a tira de alumínio dobrada para que fique com cerca 6 cm de largura
  • Dobrar os lados da tira de alumínio. A tira deve ficar com a forma de uma saqueta
  • Colocar as palhinhas dentro do alumínio
  • Colar a parte mais curta das palhinhas a zona em que entram no aluminio
  • Tapar todos os orifícios com silicone
  • Verificar se a agua não entra no alumínio

  • Passar as palhinhas pelo furo feito no barco

  • Colar as palhinhas com fita-cola à parte de baixo do barco. As palhinhas não devem ficar totalmente juntas ao casco, senão não ficam submersas e a agua acaba por não circular entre as palhinhas e exterior.

  • Colocar silicone para tapar o furo por onde passam as palhinhas
  • Colocar a vela por baixo da parte de alumínio

Tubo de cobre (alternativa):

  • Moldar o tubo de cobre, fazendo com que fique com uma parte circular que será aquecida, o que fará com que a agua aqueça e comece a circular
  • Atravessar o tubo de cobre pelo furo
  • Tapar o furo com silicone
  • Colocar a vela por baixo do tubo de cobre