A ciência por trás da bicicleta que ninguém consegue explicar

A ciência está em todos os lugares, até nas coisas mais banais do cotidiano. Porém, não prestamos atenção e nem fazemos as perguntas certas na maior parte do tempo. Afinal, às vezes, precisamos pensar como cientistas para enxergar as perguntas que persistem por séculos.

Por exemplo, um elemento presente no cotidiano é a bicicleta, sendo ela um dos mistérios científicos da humanidade. Dessa forma, já sabemos que humanos criaram o dispositivo em que é necessário se equilibrar há pelo menos dois séculos. A versão mais antiga da bicicleta, batizada pelos franceses como vélocipède, foi criada em 1818. Mas, mesmo depois de tantos anos, ainda não sabemos como as bicicletas conseguem manter a estabilidade em movimento.

Com essa questão, você deve imaginar que quem mantém a estabilidade da bicicleta é o piloto. Isso porque é ele que está o tempo todo se esforçando para manter a bicicleta reta e em movimento. Se a bike começa a ir para a esquerda, ele coloca o peso mais para a direita e por aí vai.

No entanto, isso não conta a história por completo. Caso arremessada da forma certa, a bicicleta pode se mover por bons metros sem um piloto. Isso até perder a velocidade que ganhou com o empurrão, e então, finalmente tombar.

O mistério da bicicleta

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Para explicar a física por trás disso, precisamos recorrer às Leis da Mecânica de Isaac Newton, que garantem que um corpo tirado da inércia e colocado em movimento vai continuar em movimento. Isso explica tudo, se não fosse por um detalhe: bicicletas conseguem corrigir desvios de percurso por conta própria, como se tivesse um piloto.

Quando aparece algum tipo de obstáculo, como uma pedra ou um buraco, a bicicleta manda a roda da frente na direção oposta ao estímulo, a fim de corrigir o curso e retomar a estabilidade. Essa questão é o que deixa a ciência perplexa desde o século 19.

“Uma bicicleta, na verdade, é extremamente complexa. Entender sua estabilidade, numa comparação muito simplificada, é equivalente a resolver uma equação matemática de quarto grau”, explica Andy Ruina, professor de engenharia mecânica da Universidade Cornell, nos Estados Unidos. Isso significa que precisamos imaginar a fórmula de Bhaskara do Ensino Médio. “Só que com uma dose de esteroides anabolizantes”, brinca.

Assim sendo, cientistas costumam atribuir o mistério da bicicleta a dois fenômenos físicos diferentes. O primeiro seria o “efeito giroscópico”, que é o mesmo quando um peão se mantém estável enquanto gira, mesmo que tenha leves oscilações. Já o segundo é o efeito caster.

Esse efeito é perceptível em carrinhos de supermercado ou cadeiras de escritório, entre outros exemplos. Se você empurra em uma direção, as rodas automaticamente se alinham de acordo com o sentido do movimento.

Dessa forma, a paz científica reinou até 2011, quando a hipótese foi descartada por um trabalho de Andy Ruina e sua equipe, que incluiu nomes como o engenheiro holandês A.L Schwab e Jim Papadopoulos, cientista americano fissurado por bicicletas – que apresentou o dilema das bikes a Ruina ainda em 1985.

Pesquisa pioneira

O grupo começou criando um modelo matemático que identificou os parâmetros que poderiam permitir que uma bicicleta se estabilizasse. A lista tinha 25 itens. Então, perguntaram qual era a bike mais simples que poderiam construir que ainda fosse estável por conta própria.

Esse modelo holandês reuniu apenas oito dos 25 fatores, descartando todos os outros como possíveis explicações do fenômeno. O mais importante é que essa bicicleta anulava tanto o efeito giroscópico quanto o efeito caster. Ainda assim, ela conseguia se manter alinhada.

Esse foi o primeiro entre dezenas de estudos a notar isso, 200 anos depois da publicação do primeiro artigo sobre a mecânica das bicicletas, ainda em 1818. Atualmente, a ciência desconfia que não há explicação em um efeito físico específico e sim na interação entre vários fenômenos que se fazem presente quando a bicicleta está em movimento.

No entanto, descrever isso com precisão ainda desafia físicos, engenheiros e matemáticos. “O problema é que muitos buscavam por uma resposta simples, quando ela não existe”, conclui Ruina.

Fonte: Superinteressante