Porque o bumerangue volta 02: outros princípios físicos

Olá, bumeranguers!

Continuando a explicação sobre porque o bumerangue volta, iniciada no post sobre o voo, vou falar agora sobre outros dois princípios físicos, cada um tendo uma contribuição importante para o resultado final. Para não complicar, vou explicar cada um separadamente usando exemplos diversos. Como no post anterior, o bumerangue ainda ficará em segundo plano.


VELOCIDADE RELATIVA
A velocidade relativa diz respeito à velocidade com que dois corpos que se movimentam numa mesma direção (ou seja, numa mesma linha reta) se aproximam ou se afastam um do outro.

Imaginem a seguinte situação: um carro se movimenta da esquerda para a direita a 50 Km/h. Uma criança de dentro desse carro arremessa um pedra da direita para a esquerda (no sentido oposto ao que o carro se movimenta)a 10 Km/h. Porém, como a pedra já tinha uma velocidade maior no sentido oposto, essas duas velocidades vão se subtrair. Assim, a pedra continuará se movimentando da esquerda para a direita, mas com uma velocidade de 40 Km/h.

De maneira parecida, se a criança arremessar a pedra da esquerda para a direita (no mesmo sentido em que o carro se movimenta), as velocidades vão se somar. Assim, a pedra vai se deslocar a 60 Km/h.

Resumindo: se os dois corpos se movimentarem no mesmo sentido (os dois da esquerda para a direita), as velocidades se somam. Se os dois corpos se movimentam em sentidos contrários, as velocidades se subtraem.


PRECESSÃO GIROSCÓPICA
A segunda lei de Newton diz que "Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma linha reta, a menos que seja forçado a mudar aquele estado por forças aplicadas sobre ele", sendo essa propriedade conhecida com inércia. Esta lei também se aplica a corpos que giram.

Imaginem uma roda de bicicleta girando (Imagem 01), com o eixo (linha vermelha tracejada) paralelo ao solo (a roda estaria "em pé"). Ela tenderá a se manter girando nessa mesma posição a menos que alguma força atue sobre ela. Porém, se for aplicada uma força paralela ao eixo (seta verde), por causa da inércia a força fará efeito apenas 90 º (um quarto de volta) depois do ponto em que foi aplicada (Imagem 02, seta azul).

Imagem 01: A força é aplicada paralela ao eixo,

quando a mancha roxa está na parte de cima

Imagem 02: a força fará efeito 90° depois, quando

a mancha roxa está na parte da esqueda.

Assim, se a roda estiver girando no sentido antihorário e a empurramos para o lado na parte de cima (onde está a mancha roxa na Imagem 01), a força só fará efeito quando aquela parte da roda estiver na esquerda (onde e está a mancha roxa como na figura 02). Isso faria com que a roda, em vez de tombar para o lado, girasse (Imagem 03), ganhando um novo eixo de rotação (ou seja, ela irá gira em torno de si mesma em duas direções diferentes ao mesmo tempo, como na Imagem 04). Essa é a "precessão giroscópica", também conhecida como "efeito giroscópico".

 Imagem 03: em vez de tombar, a roda começa a girar 

em torno de um eixo vertical (linha azul tracejada)

Imagem 04: os dois eixos de rotação da roda, um na

vertical (azul) e outro na horizontal (vermelho)

Basicamente são esses os princípios, junto com os princípios do voo, que explicam o retorno do bumerangue. No próximo post da série eu junto todos eles e dou a explicação completa. É válido lembrar que outros princípios físicos também atuam sobre bumerangues (como o torque), mas que não são essenciais para entender por que eles voltam. Talvez eu fale um pouco mais sobre eles no futuro.




Bons ventos a todos!
Ítalo Carvalho.