O mistério dos grânulos de Newton finalmente explicado

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Créditos: Earth Unplugged.

Há um ano, foi divulgado um interessante vídeo, postado originalmente no YouTube, mostrando uma corrente escorrendo para fora de um  béquer de forma singular. Ao invés de simplesmente escorrer pela borda do copo, ela sobe, como um chafariz, antes de cair.

Esse não seria mais do que um dos milhares de vídeos virais no YouTube, quem sabe até mesmo um hoax, se o físico John Biggins da Universidade de Cambridge não o tivesse assistido.

Biggins notou que não havia, até então, nenhuma explicação conhecida para o fenômeno. Porém, estudando-o em seu laboratório, ele conseguiu entender a ciência por trás disso, que se trata simplesmente da boa e velha física newtoniana.

A corrente move-se mais rápido do que se apenas a gravidade a estivesse puxando para fora do copo, e eles perceberam que algo tinha que estar empurrando a corrente para cima a partir do recipiente do qual ela sai. A chave para a compreensão do fenômeno é que, matematicamente, essa corrente pode ser considerada como uma série de hastes ligadas.

Imagine que uma haste no pote está na horizontal, à espera de se mover. Em seguida, ele é puxado para cima por uma força que age sobre uma de suas extremidades. Assim, a força vem a partir da parte da cadeia que a faz fluir para longe do copo.

Se essa haste estivesse sozinha, a força que experimentasse em uma extremidade a faria levantar e girar, fazendo com que a outra extremidade se movesse para baixo.

No entanto, uma vez que a haste é conectada a outras hastes, sua extremidade inferior é freada no seu movimento descendente pelo restante da corrente que está no pote abaixo dela, e então ocorre um recuo (similar ao recuo de uma arma de fogo ao disparar) que a faz saltar para fora do pote, e esse salto fornece o impulso anômalo que forma o efeito de fonte.

Veja o diagrama abaixo para melhor compreensão:

chainfountainEm outras palavras, assim que a gravidade a puxa para baixo, a corrente empurra a si mesma para cima e essas forças opostas criam o efeito de fonte.

No entanto, a explicação de Biggins ainda não explica o movimento ondulatório observado na corrente ao subir para fora do copo.

Nota: O efeito também pode ser produzido com… macarrão.

Referências

  1. Lizzie Wade. How the ‘Chain Fountain’ Defies Gravity. Science Magazine, 2014.
  2. Elizabeth Gibney. Physicists Explain ‘Gravity-defying’ Chain Trick. Nature, 2014
  3. Charles Q. Secret to ‘Gravity-Defying’ Beads Revealed. Live Science, 2014.
  4. J. S. Biggins, M. Warner. Understanding the Chain Fountain. Proceedings of the Royal Society A, March 2014, Volume: 470 Issue: 2163
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