Loop com copinhos de café

Fig 1. Carrinhos passando pelo loop de uma montanha-russa. Crédito: Trifonneke/Wikimedia Commons

Vamos conhecer os movimentos da física a partir de um brinquedo que lança copinhos de café?

Quem já andou em uma montanha-russa deve ter experimentado a sensação de looping na própria pele, ou seja, girar de cabeça para baixo. O loop também pode ser observado em manobras de alguns esportes, como no skate e mesmo em trajetórias de uma bola no futebol. Mas já ouviu falar em copinhos de café fazendo loops?

É isso mesmo! Nesta atividade, você vai descobrir os mistérios da física a partir de um experimento com copinhos de café!

Como fazer um loop com copinhos de café:

Material:
Dois copinhos de café de plástico descartáveis
Fita adesiva
Tesoura sem ponta
Elástico

Fig 2. Separe dois copinhos de café de plástico descartáveis, uma fita adesiva, um elástico e uma tesoura sem ponta. Crédito: Teresa Santos/Invivo

Montando nosso modelo:

1. Corte um pedaço de fita adesiva de cerca de 15 cm de comprimento;

2. Una os dois copinhos de café pela base usando o pedaço de fita adesiva;

Fig 3. Utilize o pedaço de fita adesiva para unir os copinhos pela base. Crédito: Carol Clemente/Invivo

3. Agora, corte o elástico, deixando-o com as duas pontas livres.

Fig 4. Ao final, terá os copinhos unidos e um elástico com duas pontas livres. Crédito: Teresa Santos/Invivo

Colocando nossos copinhos para voar!

Pronto! Já terminamos o preparo do nosso modelo! O desafio agora é botar nosso brinquedo em ação.

Passe uma das pontas do elástico sobre a fita adesiva na região da base dos copinhos completando uma volta completa. Atenção! O elástico deve passar por trás dos copinhos.

Fig 5. Posicionamento do elástico na região da base dos copinhos. Crédito: Teresa Santos/Invivo

Segure o elástico junto aos copinhos com dois dedos (polegar e indicador) de uma mão, similar a uma ‘pinça’.

Com a outra mão, pegue a ponta do elástico que está livre e estique-o de forma levemente inclinada para cima, tal como um estilingue de uma única tira.

E… Prepara! Agora, é só lançar, ou melhor, soltar a ‘pinça’ que segura os copinhos!

Fig 6. Mantenha uma ponta envolta nos copinhos e estique a outra ponta do elástico de forma levemente inclinada. Crédito: Teresa Santos/Invivo

Trajetória em forma de “L”

Quando lançamos o conjunto de copinhos, ele percorre uma trajetória em curva na forma da letra “L” manuscrita. Temos aí um loop! Mas como isso acontece?

Fig 7. Trajetória percorrida pelo conjunto de copinhos de café na forma de um “L” manuscrito. Crédito: Teresa Santos/Invivo

Esse trajeto diferente é fruto da associação de dois movimentos: rotação e translação.

O movimento chamado de rotação é aquele em que o corpo gira em torno de seu próprio eixo. Nesta atividade, o conjunto de copinhos gira em torno do seu próprio eixo. Mas ele também se movimenta em direção ao elástico esticado, isto é, faz o movimento chamado de translação.

Sabe quem também faz esses movimentos? O planeta Terra!

Fig 8. Movimento de rotação da Terra, quando ela gira em torno do seu próprio eixo. Crédito: Picryl

Fig 9. O movimento de translação da Terra acontece quando ela completa uma volta ao redor do sol. Crédito: Tfr000 (talk) 16:54, 2 April 2012 (UTC)/Wikimedia Commons

A associação desses dois movimentos (rotação e translação) pode levar ao desvio da trajetória do conjunto de copinhos. Assim, em vez de fazer uma curva de “boca para baixo”, os copinhos fazem uma curva na forma da letra “L” manuscrita.

Fig 10. Curva de “boca para baixo” que seria o percurso do conjunto dos copinhos caso não houvesse um desvio da trajetória. Crédito: Picryl

E como se comportou o seu conjunto de copinhos? Se ainda não conseguiu fazer o loop, não desista! Siga tentando, pois, em geral, são necessárias algumas tentativas até obter o movimento em forma de “L”!