Qual a Velocidade Necessária Para Andar Sobre a Água?

“The Floating Piers”, a instalação do artista búlgaro Christo, que permitiu a centenas de milhares de pessoas fazer a viagem de Sulzano a Monte Isola a pé pelo lago Iseo, foi desmontada há alguns anos. O trabalho consistia em uma passarela com cerca de 3 quilômetros de comprimento e alguns centímetros de altura na superfície da água, formada por blocos de poliestireno cobertos com tecido amarelo. Os blocos, flutuando e permanecendo ancorados ao fundo, permitiam aos visitantes fazer a travessia no seco. Nós, seres humanos, devemos estar satisfeitos com esses dispositivos para experimentar a emoção de caminhar sobre a água; na natureza, existem animais que desenvolveram técnicas diferentes para atravessar trechos de água caminhando e ficando (quase) secos.

Animais Que Caminham Sobre a Água

Os guerrídeos, por exemplo, são insetos espalhados em corpos de água calmos ou estagnados, que conseguem se inclinar e se mover na superfície da água, explorando a tensão superficial. Para entender qual é a tensão superficial, encha um copo de água e coloque uma agulha na superfície livre do líquido, tomando cuidado para fazê-lo com calma e sempre na horizontal. Você notará que a agulha não afunda, mas permanece apoiada como se o líquido estivesse coberto com uma película transparente; é exatamente isso que acontece também nas pernas dos guerrídeos.

A tensão superficial surge porque as moléculas de água estão fracamente ligadas, menos que os sólidos, mas ainda mais que os gases. Uma molécula localizada no centro de um copo de água será amarrada mais ou menos uniformemente em todas as direções com outras moléculas, portanto, ele sentirá uma força nula resultante, assim como duas equipes equivalentes de cabo de guerra. Por outro lado, as moléculas na superfície não têm ligações acima delas, portanto, não tendo ninguém compensando a atração pelo líquido, haverá uma força resultante nessa direção.

A água é, portanto, capaz de resistir a pequenas tensões e tenta retornar ao seu estado de calma e plana. O peso do guerrídeo é pequeno o suficiente para caber nas tensões suportáveis; além disso, suas pernas são cobertas por pequenos pêlos hidrofóbicos que, além de impedir que a água grude nas pernas, expandem a superfície de suporte reduzindo a pressão à da membrana sobre o líquido.

Outro caminhante (seria melhor usar o termo “corredor”) na água é basiliscus plumifrons ou basilisco emplumado. Este não é o monstro mitológico, mas um lagarto verde que vive nas árvores das florestas da América Central. Em caso de perigo, os basiliscos mais jovens e, portanto, mais leves, podem se levantar sobre as patas traseiras e fazer saltos na superfície da água por alguns metros a uma velocidade de alguns quilômetros por hora.

Para correr na água, o basilisco abre as pernas com membranas para ter uma superfície grande que atinge a água e cria uma almofada de ar. A água comprimida sob ela responde com um empurrão para cima que evita que o basilisco afunde; nesse momento, levanta a perna que nunca entra em contato com a água graças à almofada de ar; finalmente, realiza a mesma manobra com a outra perna, mantendo-se equilibrado graças à cauda longa.

Qual a Velocidade Necessária Para Andar Sobre a Água?

Para os fãs de super-heróis, a técnica do basilisco certamente lembrará um corredor famoso na superfície da água: o Flash. De acordo com James Kakalios em “A física dos super-heróis”, o velocista escarlate usa uma técnica diferente, no entanto. Sob os pés de Flash, a água se comporta como um sólido, provavelmente devido ao fato de que fluidos, como ar e água, exercem resistência quando um objeto passa por ele, e essa resistência aumenta com a velocidade do objeto.

Para entender como isso pode acontecer, imagine que você está em um local movimentado, para avançar em uma direção, você precisa atingir as pessoas e seguir seu caminho, e fará muito mais esforço se quiser correr em vez de andar na multidão. Com os fluidos, acontece o mesmo, um corpo em movimento precisa percorrer as moléculas do meio. No caso do Flash, o pé do super-herói bate na água tão rápido que não dá tempo para as moléculas se moverem e, portanto, elas parecem formar uma camada sólida sob ela.

No mundo real, esse fenômeno é experimentado por aviões que voam em modo supersônico: eles acumulam na frente deles as moléculas de ar que não podem se mover; portanto, haverá uma frente de onda que se move com o avião, deixando para trás o ruído característico chamado boom sônico.

Há Mais Envolvido Que Apenas Velocidade

Vimos como a natureza dotou alguns animais de algumas características que os tornam adequados para caminhar sobre a água; nós, humanos, não estamos entre eles. Nós apenas temos que testar nossa criatividade para experimentar essa experiência, apesar de nossas limitações. Por exemplo, na Malásia, eles exploram fluidos não-newtonianos, mas isso é outra história …

Será que é possível o ser humano dar um passeio na água sem mergulhar? Bom, parece que não seria mais um milagre, mas um fenômeno cientificamente explicável. O professor de engenharia mecânica da Universidade de Utah, Tadd Truscott, e seus associados do USU Splash Lab descobriram as propriedades físicas que permitem que as esferas elásticas “caminhem” na água, chamando-o de fenômeno “caminhada na água”.

A equipe de pesquisa usou câmeras de alta velocidade para registrar esferas elastoméricas capazes de caminhar na superfície do mar quando atingem um ritmo significativo durante os primeiros impactos. Durante o fenômeno, a esfera assume uma forma mais longa do que larga: se move quase paralela à superfície com a ponta da forma oblonga que submerge na água, enquanto os lados mais curtos passam logo acima dela, dando a impressão de que esfera está andando. Essa descoberta abre novos cenários relacionados à física da água, uma importante área de estudo aplicável às operações navais e engenharia marítima e oceânica.

Caminhando Na Água: Cientistas Explicam Como Fazê-Lo

Uma equipe de pesquisadores do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica teria conseguido explicar como é possível caminhar sobre a água , sob certas condições: a chave é um equilíbrio de forças. Com base no comportamento do fluido não newtoniano, os especialistas demonstraram experimentalmente que isso acontece não apenas porque as partículas colidem devido ao efeito da pressão, mas porque nesse processo também estão envolvidas forças repulsivas de curto alcance, ambas de origem físico-química ou eletrostática que faz com que um líquido fique sólido em determinadas situações.

Isso explicaria a possibilidade de caminhar sobre a água. E sua descoberta também permitirá, através da manipulação dessas forças, muitas novas aplicações. Entre as possibilidades aplicadas estão: obter coletes à prova de balas mais leves (compostos de grânulos para expandir a capacidade e torná-los resistentes), armas, roupas esportivas mais leves, mas muito resistentes a acidentes (para motoristas, ciclistas, etc.) ou até mesmo cimentos muito mais fortes (que incorporam polímeros para controlar as propriedades de endurecimento).

A chave é deformação e fluxo de matéria. Os cientistas testaram sua teoria em um modelo de partículas de silício, verificando que, diminuindo a pressão da força repulsiva (que mantém as partículas separadas), o líquido desaparece e a suspensão resultante é completamente sólida. Todo o resultado de uma transição de atrito.