Barcos de brinquedo flutuam de ponta cabeça em líquido levitante


Um experimento muito interessante foi feito por um quarteto de cientistas franceses. Eles conseguiram fazer barcos de brinquedo flutuar de ponta cabeça em líquido levitante.

Publicados no dia 2 de setembro na revista Nature, os resultados descrevem o experimento. Eles levitaram a água utilizando vibrações para gerar o “efeito anti-gravidade”.

O interessante é que nesse espaço vazio embaixo do aquário, o barquinho pode flutuar, vencendo a gravidade, assim como o barquinho na parte superior, que flutuou de forma convencional. 

O líquido utilizado foi o glicerol e óleo de silicone. Para levitar o líquido, os pesquisadores injetaram um gás para ocupar o espaço e sacudiram o recipiente continuamente. Observe o vídeo abaixo:

Eles não utilizaram a água por causa de sua textura. O glicerol e o óleo de silicone mantêm suas moléculas mais unidas. Se utilizassem água, espirraria para os lados quando fosse agitada, e o experimento não seria possível. 

“Tecnicamente, você poderia fazer com que uma piscina líquida de qualquer tamanho permanecesse elevada, apenas agitando-a o suficiente”, diz Emmanuel Fort ao Science News. “Se você gostaria de ter uma piscina de cabeça para baixo, é possível… mas você precisa de um fluido muito viscoso”.

Por questões de facilidade e praticidade, os pesquisadores optaram por realizar um experimento pequeno mesmo. Eles não utilizaram mais do que meio litro de líquido para levitar. 

Conforme uma matéria da Nature News and Views, desde os anos 1950 os cientistas se interessam por experimentos contra-intuitivos que envolvam líquidos e vibrações.

Esses estudos geralmente visam analisar os efeitos físicos das vibrações de alta frequência, para outras aplicações. Uma aplicação prática, por exemplo, é a separação de materiais.

Navegando em líquido levitante

No caso desse experimento específico, o barco foi capaz de flutuar porque está parcialmente afundado na água, e ele acaba aderindo fortemente ao líquido, o suficiente para vencer a gravidade.

A flutuabilidade de um objeto depende da relação entre a massa e superfície em contato com a água. É por isso que aqueles barcos gigantes são capazes de flutuar. Eles também flutuariam de ponta cabeça, se você tentar fazê-lo.

“Além disso, prevemos teoricamente e mostramos experimentalmente que a agitação vertical também cria posições de flutuabilidade estáveis ​​na interface inferior do líquido, que se comportam como se a força gravitacional estivesse invertida”, explicam os pesquisadores no resumo do artigo.

“Os corpos podem, portanto, flutuar de cabeça para baixo na interface inferior das camadas de líquido em levitação. Usamos nosso modelo para prever a excitação mínima necessária para suportar a queda de tal flutuador invertido, que depende de sua massa”.

O efeito pode parecer magia, mas não trata-se de algo muito complexo, e depende, portanto, de efeito simples. No estudo, os pesquisadores apresentam uma descrição matemática não muito complicada.

Eles partem do ponto de que os parâmetros possuem uma relação linear. Isso significa que as fórmulas não dependem de muitos parâmetros, e podem ser bastante simplificadas.

“Este fenômeno de flutuabilidade de cabeça para baixo contra-intuitivo sugere que a estabilização da instabilidade de Rayleigh-Taylor por meio de vibrações pode ser considerado não apenas em si, mas também como uma oferta de oportunidades para novos experimentos em condições inexploradas”, dizem ao final do artigo.

O estudo foi publicado na revista Nature. Com informações de Science News e Nature.

 

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Fonte Socientifica