Um ovo sobrevive melhor quando cai de lado: estudo
Os desafios de deixar um ovo cair sem quebrá-lo são atividades populares para engajar o público com a ciência, mas frequentemente perpetuam a ideia errada sobre qual parte do ovo é mais resistente a impactos. Curiosamente, quando um ovo é deixado cair de lado, ele tem mais chances de sobreviver do que se fosse deixado cair em uma das extremidades.
Experimente deixar um ovo cair no balcão da cozinha sem quebrá-lo. Você pode ser tentado a posicioná-lo com a ponta afiada para baixo, acreditando que esse formato de cúpula é mais resistente. No entanto, pesquisas revelaram que essa orientação é um erro. Em uma série de experimentos que resultaram em muitas gemas espatifadas, os pesquisadores descobriram que soltar um ovo na posição horizontal oferece a melhor chance para uma aterrissagem bem-sucedida.
O fascínio pela estrutura do ovo
O ovo é admirado por sua estrutura surpreendentemente forte, capaz de suportar cargas 100 vezes superiores ao seu próprio peso. Apesar disso, ao menor toque afiado, ele pode rachar. Em muitas salas de aula, os ovos são usados para demonstrações científicas. Um exercício bastante popular é o desafio do ovo, onde os alunos devem proteger um ovo em queda com materiais como plástico bolha e canudos. Tal Cohen, professora de engenharia do MIT, já organizou vários desses eventos. Ela observa que, apesar dos esforços, “parecia uma missão impossível”, ja que todos os ovos geralmente se quebravam.
Durante essas atividades, Cohen percebeu algo interessante na discussão dos alunos e também em vídeos de redes sociais. “A convenção universal é que o ovo deve cair na orientação vertical”, ela comenta. Contudo, não havia evidências claras de que essa posição oferecia vantagem.
Decidida a testar essa sabedoria popular, Cohen e seus estudantes conduziram experimentos controlados com 180 ovos, lançando-os de diferentes alturas e nas três orientações: ponta afiada para baixo, ponta larga para baixo e de lado. Os resultados mostraram que ovos deixados cair de lado sobreviveram melhor. A partir de uma altura de 8 mm , apenas 5% dos ovos na horizontal quebraram, enquanto 55% dos ovos na vertical se partiram.
Compreendendo a física por trás do impacto
Para entender a razão por trás desses resultados, a equipe realizou testes de compressão estática, onde um ovo era apertado lentamente em seu eixo vertical ou horizontal. Descobriram que os ovos suportam a mesma força nos dois casos, rompendo apenas quando a força ultrapassa cerca de 45 newtons. Isso explica como uma pessoa de 70 kg (cerca de 700 newtons) pode pisar em uma caixa com duas dúzias de ovos sem quebrá-los.
Entretanto, havia uma diferença na deformação dos ovos: os apertados verticalmente deformavam menos do que os horizontalmente apertados. Essa observação confirmou a percepção comum de que os ovos são mais rígidos ao longo do eixo longo, o que ajuda a distribuir uma carga pesada. porém, ser rígido não é vantajoso durante uma queda. A orientação horizontal, mais flexível, permite que o ovo se dobre sem quebrar no impacto.
Afinal, por que tantas pessoas têm a intuição errada? Os pesquisadores acreditam que isso se deve à diferença entre rigidez e tenacidade. Joseph Bonavia, do MIT, explica que rigidez é a força necessária para deformar um objeto, enquanto tenacidade é a energia que ele pode absorver antes de falhar. Comparando com uma esfera de vidro e uma bola de borracha, ele ilustra que, embora a esfera de vidro seja rígida e suporte carga, ela se quebra ao cair, enquanto a bola de borracha absorve o impacto. No caso do ovo, a orientação horizontal “tenaz” pode absorver de 10% a 30% mais energia do impacto do que a vertical “rígida”.
Impacto na educação e além
Cohen e seus colegas esperam que este estudo influencie futuros desafios com ovos e as explicações que os acompanham. “Minha filha teve um desafio de queda de ovo este ano, e vou compartilhar este estudo com a professora dela”, diz Cohen. Ela acredita que esses desafios oferecem uma oportunidade para educadores explicarem a física por tras da absorção de energia, que tem relevância em estratégias de mitigação de terremotos e no design de foguetes reutilizáveis.
Após quebrar tantos ovos, a equipe celebrou com um grande omelete ou uma festa de bolos? Infelizmente não, lamenta Bonavia “Uma vez que um ovo entra em um laboratório quimicamente perigoso, as regulamentações da universidade estipulam que ele não é mais alimento.”
