Os mistérios e belezas da física

              Por Nícolas Resende Rossetto,
              Engenheiro de Aplicações na SKA

Sempre gostei de estudar física e tentar compreender um pouco mais sobre como o universo funciona. Apenas por este motivo utilizei o bait de inserir o grande astrofísico Neil deGrasse Tyson na capa deste artigo. Ele é um cara que consegue inspirar de forma fácil as pessoas para novas descobertas, um grande comunicador científico e de personalidade muito marcante.

Essa inspiração, junto à minha curiosidade constante, me levou a ler diversos artigos e ver muitos vídeos relacionados. Num certo dia, me deparei com uma sugestão muito curiosa descrevendo um efeito físico que atende por diversos nomes.

O nome mais atrativo é “Efeito Dzhanibekov“, mas também podemos chamá-lo de “Teorema da Raquete de Tênis” ou “Teorema do Eixo Intermediário“.

Tentando explicá-lo aqui antes de mostrá-lo, é visto no mundo real que um corpo rígido com três eixos de inércia possui uma instabilidade expressiva em um deles durante o processo de rotação.

Durante a rotação, dois momentos de inércia se mantem relativamente estáveis, no entanto, o eixo com momento de inércia intermediário sofre uma variação crescente e deixa a rotação instável. Com isso, ocorre uma mudança na orientação do eixo de rotação.

Para facilitar, vamos utilizar o senso comum, mas que nesse caso se mostra errado. Se temos o modelo ao lado totalmente solto no espaço, é bastante racional imaginarmos que ao aplicar uma rotação, ele vai ficar girando nesta mesma posição para sempre, como mostra a imagem abaixo.

E assim ele seguiria girando, girando e girando, obviamente sem considerarmos efeitos como o atrito, ou a gravidade. Mas como diria um grande sábio, “A vida é uma caixinha de surpresas”.
Quando testamos esta condição numa ferramenta que simula as forças de uma forma real, temos o esperado efeito e vemos um resultado como o exibido abaixo.

Não quero aqui entrar na longa discussão do porquê isso acontece, tanto porque, em texto isso ficaria muito chato, e também porque no final deste artigo, copiei o vídeo que me apresentou este conceito e toda a explicação física desse evento.

Para simular esta condição, utilizei as ferramentas do SOLIDWORKS Simulation Motion. Essa ferramenta realiza a análise de corpos rígidos e serve para executar diversas simulações. A beleza dessa solução é que ela é focada em extrair reações, forças potência e outras grandezas do universo dinâmico.

Diferentemente do ambiente de animação puro, o Simulation Motion pode fazer muito para auxiliar engenheiros a compreender e determinar várias características de um projeto relacionadas a grandezas físicas como as descritas acima.

Escrevi este breve artigo, apenas porque gostei muito de brincar e simular um comportamento físico simples, mas muito singular.

Aqui fica uma alegria boba de ver como o universo é intrigante, e como podemos verificar, validar e reproduzir parte do nosso mundo com ferramentas que estão ao nosso alcance.

Para quem estiver curioso, o vídeo que me apresentou essa curiosidade foi este logo abaixo.

Espero ter agregado em algo aos que são ávidos por informação.

Um abraço a todos, e até a próxima. =)

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