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Física & Química

Cientistas descobrem o mistério do laço solto do cadarço

Teoria das cordas do sapato: a ciência mostra porquê os cadarços se desamarram

De Hannah Devlin para o The Guardian

As coisas podem começar a serem desvendadas a qualquer momento, mas falhas, quando ocorrem, são rápidas e catastróficas. Esta é a conclusão de uma investigação científica sobre o que pode ser descrito como a lei de Sod dos cadarços.

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O estudo focou no misterioso fenômeno pelo qual um sapato é amarrado de forma nítida e segura em um momento, e no momento seguinte o cadarço solto está ameaçando fazer você tropeçar — possivelmente quando você está correndo para o ônibus ou caminhando apressadamente com fins profissionais pelo saguão do seu prédio de escritórios.

Em uma série de experimentos envolvendo um corredor humano em uma esteira e uma perna mecânica projetada para balançar e pisar, os cientistas descobriram que o fracasso do nó no cadarço acontece em questão de segundos, desencadeada por uma complexa interação de forças.

Oliver O’Reilly, professor de engenharia mecânica da Universidade da Califórnia em Berkeley e autor sênior do estudo, disse: “É imprevisível, mas quando acontece, é em dois ou três passos e é catastrófico. Não há como voltar desse resultado”.

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Teoria das cordas (dos sapatos)

Ao correr, as forças de aceleração em um nó de cadarço são maiores do que a experimentada pelo corpo humano na montanha-russa mais extrema.

Créditos: Guardian graphic e UCBDynamics Lab

Créditos: Guardian graphic e UCBDynamics Lab

O estudo descobriu que o pisoteio do pé afrouxa gradualmente o nó enquanto as forças de chicote produzidas pelo balanço do pé agem como mãos puxando nas extremidades dos laços. Como a tensão no nó facilita e as pontas livres começam a deslizar, um efeito de fuga se apodera do nó e ele de repente se desenrola.

Os resultados também revelaram o que especialistas em nós, como marinheiros e cirurgiões, há muito sugerem: que o nó de nossos avós, que muitos de nós usamos para amarrar os nossos cadarços, se desfazem muito mais rápido do que um método alternativo que não é mais complexo.

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Robert Matthews, físico da Aston University, em Birmingham, que não estava envolvido nessa pesquisa mais recente, disse: “É um apoio científico rígido para o que muitas pessoas há muito suspeitam: que a maneira tradicional de amarrar cadarços é muito lixo”.

O’Reilly disse que estava inspirado em investigar esse fenômeno depois de passar décadas pensando em por que os laços de cadarços se desamarravam espontaneamente — uma preocupação intelectual que se intensificava quando ele foi ensinar sua filha a amarrar seus cadarços.

O cientista alistou um par de estudantes de doutorado e os testes iniciais revelaram que sentar em uma cadeira e balançar sua perna ou pisar não fazem, geralmente, um nó tradicional de cadarço vir a se desfazer. Parecia ser uma combinação de ambos os movimentos que conspiraram para desmanchar os laços.

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Na etapa seguinte, os cientistas gravaram vídeos de um corredor em uma esteira, e os analisaram em câmera lenta. Eles descobriram que o pé atinge o solo com sete vezes a aceleração da gravidade e como o tecido do sapato é amassador para baixo sob o impacto, a volta do laço é liberada no topo do sapato, fazendo o nó afrouxar um pouco a cada passo. Enquanto isso, a perna oscilante faz com que as pontas livres dos cadarços chicotem para frente e para trás, puxando-os para fora. À medida que o nó se solta, o atrito, que mantém o nó apertado, diminui, e à medida que as extremidades livres se alongam, a força de chicote aumenta, levando a um efeito em cascata.

“A coisa interessante sobre este mecanismo é que seus laços podem ser bons por um tempo muito longo, e não será até que você comece um pouco de movimento para causar o afrouxamento que inicia este efeito avalanche levando à falha nó”, disse Christine Gregg,  uma estudante de pós-graduação na UC Berkeley e co-autora do estudo.

Os cientistas testaram duas versões básicas do nó e do laço padrão: o nó quadrado e o nó em laço, redondo e mais fraco, ensinado pelos avós. Em um nó quadrado, você começa por cruzar o laço em sua mão direita na frente do um laço em sua mão esquerda e, em seguida, passa a mão direita sob a esquerda. Para o nó redondo, o processo é parecido, repetindo o começo, mas cruzando o final que está agora em sua mão direita por trás do um em sua esquerda (com laços adicionados para fazer o arco). No nó dos avós, o mesmo movimento indireto é repetido tanto para o nó quanto para o arco.

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De acordo com os dados, a taxa de deslizamento do laço foi cortada por pelo menos um fator de cinco usando um nó quadrado em comparação com o nó da vovó. “Simplesmente inverter a forma como formamos o nó final quando amarrar cordões faz uma enorme diferença”, disse Matthews.

O’Reilly disse: “Com o nó forte [quadrado] você pode ser capaz de passar o dia sem que ele falhe.” Embora ele admitiu ainda usar o nó da vovó por hábito”.

O estudo sugere que o nó quadrado funciona melhor porque o impacto do pé afrouxa o nó mais lentamente, mas os cientistas não foram capazes de estabelecer por que isso ocorre.

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O estudo foi publicado no periódico científico Proceedings of the Royal Society A

Texto traduzido do TheGuardian.com. Leia o original aqui.

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Mestrando em Estudos Ambientais pela UCES, Buenos Aires. Graduado em Engenharia Civil e pós-graduado em Gestão Pública e Controladoria Governamental. Com interesse por ciência, tecnologia, filosofia, desenvolvimento sustentável e diversas outras áreas do conhecimento humano.

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