Um ovo sobrevive melhor quando caiu de lado

Você pode soltar um ovo no balcão da sua cozinha sem quebrá -lo? Se você aceitar o desafio, poderá ser tentado a orientar o ovo com o seu ponto mais nítido, pois o topo em forma de cúpula pode parecer a parte mais estruturalmente resiliente do ovo. Infelizmente, soltar o ovo nessa orientação vertical seria um erro. Em uma série de experimentos confusos, os pesquisadores mostraram que liberar um ovo de lado oferece a melhor likelihood de sobreviver a uma grande queda (1).

O ovo é admirado por sua estrutura surpreendentemente forte, que pode suportar cargas que são 100 vezes seu próprio peso. E, no entanto, os ovos podem rachar sob uma torneira nítida. Professores e outros educadores geralmente usam ovos nas demonstrações da sala de aula. Uma atividade in style atualmente é o desafio da queda de ovos, no qual os alunos têm a tarefa de proteger um ovo em queda, cobrindo-o com bolhas, canudos, balões ou outros materiais. Tal Cohen, professor de engenharia, organizou vários desses eventos no MIT. “Foi meio que a missão impossível”, diz ela. “Todos os ovos geralmente quebram.”

No entanto, ela notou uma tendência nas discussões dos alunos, bem como em vídeos de mídia social de outras demonstrações de ovos. “A convenção common é que o ovo deve estar na orientação vertical quando atingir o solo”, diz ela. Mas, por sua experiência, não havia evidências claras de que essa orientação deu uma vantagem.

Cohen e seus alunos decidiram colocar a sabedoria comum à prova. Eles trouxeram 180 ovos para o laboratório e os deixaram em um ambiente controlado. Os ovos foram liberados de diferentes alturas (entre 8 e 10 mm) em uma das três orientações: pontia a ponta, a ponta do lado e o lado deles. Os resultados mostraram que os impactos nítidos e de extremidade robusta resultaram em rachaduras aproximadamente na mesma taxa. No entanto, os ovos caíram de lado sobreviveram melhor. Com uma altura de queda de 8 mm, os ovos orientados horizontalmente rachavam apenas 5% do tempo, enquanto os ovos orientados verticalmente quebraram 55% do tempo.

Para entender o porquê, a equipe realizou testes de compressão estática, nos quais espremeram lentamente um ovo ao longo de seu longo eixo vertical ou através de seu eixo horizontal curto no equador. Esses testes mostraram que os ovos podem suportar a mesma força em ambas as direções, apenas quebrando quando a força excede cerca de 45 Newtons. Esse rolamento por carga por ovo pode explicar como uma pessoa de 170 libras (700 Newton) pode ficar em uma caixa de duas dúzias de ovos e não destruí-los.

No entanto, houve uma diferença na maneira como os ovos se deformavam sob compressão: os ovos espremidos verticalmente deformados menos do que os espremidos horizontalmente. Esta observação confirmou a percepção comum de que os ovos são mais rígidos ao longo de seu eixo longo – ajudando -os a distribuir uma carga pesada sobre a superfície. Mas ser rígido não é vantajoso durante uma queda: a orientação horizontal mais compatível permite que o ovo se dobre, mas não quebre o impacto.

Então, por que tantas pessoas têm a intuição errada? Os pesquisadores pensam que tudo se resume à terminologia: rigidez versus resistência. “A rigidez é a quantidade de força que você precisa aplicar para deformar um objeto, enquanto a resistência é a energia que você pode absorver antes da falha”, diz Joseph Bonávia, do MIT, que trabalhou no estudo. Ele explica a diferença comparando uma esfera de vidro com uma bola de borracha. A esfera de vidro é rígida e pode suportar uma carga pesada, mas quebrará se cair no chão. A bola de borracha é mole, mas resistente e pode absorver a energia de um impacto. No caso de um ovo, os dados da equipe mostram que a direção horizontal “difícil” pode absorver 10% a 30% a mais da energia de impacto do que a direção vertical “rígida”.

Cohen e seus colegas esperam que este estudo influencie futuros desafios de ovos e as explicações que os acompanham. “Minha filha teve um desafio de queda de ovos este ano e vou compartilhar este estudo com a professora”, diz Cohen. Ela acha que esses desafios oferecem uma oportunidade para os educadores explicarem a terminologia e a física por trás da absorção de energia, o que tem uma relevância importante nas estratégias de mitigação de terremotos e no design de foguetes reutilizáveis.

Mas depois de quebrar tantos ovos, a equipe comemorou com uma omelete gigante ou uma festa de bolo? Infelizmente, não, diz Bonávia. “Quando um ovo entra em um laboratório quimicamente perigoso, os regulamentos da universidade estipulam que não é mais comida”.

–Michael Schirber

Michael Schirber é um editor correspondente para Revista de Física Sediada em Lyon, França.

Artigos recentes

Mais artigos