Um pássaro equilibrista?

Fig 1. O pássaro está apoiado apenas pelo bico. Por que ele não cai? Crédito: Getty Images/Andrii Kyselov.

O brinquedo pássaro equilibrista pode ajudar a explicar um conceito da física: o centro de massa. Vamos saber mais?

Você já tentou ficar em pé com perna só? Ou segurar uma régua com apenas um dedo? O que faz as coisas ficarem equilibradas? Descubra o conceito de centro de massa e divirta-se com a atividade do pássaro equilibrista!

Sabemos que a gravidade é uma força que atrai tudo para baixo, em direção ao centro do planeta Terra. É por causa dela que as coisas caem no chão. Porém, há objetos que parecem desafiar a gravidade. Você já se perguntou por que a torre de Pisa, na Itália, não cai? Vamos investigar! 

Pássaro equilibrista: materiais 

Régua 

Papel cartão ou embalagem cartonada (como as de panetone)

Lápis 

Tesoura sem ponta 

Clipes de papel 

Giz de cera ou canetinha 

 Pássaro equilibrista: como fazer?  

1. Corte um quadrado de papel cartão com 15 cm de cada lado. 

2. Dobre o papel ao meio. Desenhe metade de um pássaro junto à dobra: trace metade do bico, siga desenhando parte da cabeça e do pescoço. Faça uma grande asa e, por fim, metade da cauda. Atenção: as asas devem estar abertas e estendidas à frente da cabeça da ave, como mostrado na figura 2. 

Fig 2. Dobre o papel cartão e desenhe metade de um pássaro junto à dobra. Crédito: Tereza Costa/Invivo.

3. Recorte seu desenho e abra o papel. Você terá um pássaro para decorar como quiser.   

Fig. 3. Seu pássaro deve ter mais ou menos este formato. Crédito: Tereza Costa/Invivo.

4. Tente equilibrar seu pássaro na ponta do dedo. Onde você deve apoiá-lo para que o papel não caia no chão? Agora tente equilibrar o pássaro pelo bico. O que acontece?

5. Coloque um clipe de papel em cada asa do pássaro e tente equilibrá-lo novamente, ajustando a posição dos clipes até achar chegar ao equilíbrio. Como você explica esse resultado? 

Fig 4. Brinquedo pronto. O que os clipes têm a ver com o equilíbrio do pássaro? Crédito: Tereza Costa/Invivo.

Por que isso acontece? 

Tente equilibrar uma régua usando apenas um dedo. Se você colocar o dedo muito perto de uma extremidade, ela tombará para o lado oposto, que é mais pesado. Mas se o dedo estiver no meio da régua, o peso de ambos os lados será igual e ela ficará equilibrada. O ponto onde a régua se apoia é chamado de centro de massa (ou centro de gravidade). É como se todo o peso da régua estivesse concentrado neste ponto. 

Fig 5. A régua não cai porque está apoiada em seu centro de massa. Crédito: Tereza Costa/Invivo.

Agora pense no pássaro de papel. Seu centro de massa está localizado mais ou menos no meio do desenho. Mas, ao colocar os clipes, as asas ficam mais pesadas do que o restante do corpo. Esse peso extra desloca o centro de massa para um ponto abaixo do bico. Por isso, você consegue segurar o pássaro inteiro apoiando-o dessa forma. 

Centro de massa no dia a dia 

A posição do centro de massa tem tudo a ver com estabilidade. Nos objetos estáveis, o centro de massa está localizado em algum ponto acima de sua base. Objetos feitos para serem estáveis, como carros de Fórmula 1, em geral são projetados para ter base larga e centro de massa baixo. Veja a figura a seguir. 

Fig 6. O vaso à direita está em equilíbrio estável, pois o centro de massa (ponto preto) localiza-se acima de sua base. Quando é inclinado (figura à esquerda), a posição do centro de massa faz o vaso tombar. Fonte: imagem gerada por inteligência artificial.

Fig 7. A torre inclinada na cidade de Pisa (Itália) está em equilíbrio estável porque seu centro de massa está acima da base. Crédito: Rawpixel, adaptada por Invivo.

O equilíbrio do seu corpo também depende do centro de massa. Você já esteve em pé dentro de um ônibus em movimento? Provavelmente você afastou seus pés para aumentar sua base e manter o equilíbrio. Quando você está em pé, seu centro de massa fica dentro da barriga, perto do umbigo. Mas ele muda de posição quando você se movimenta, quer ver?  

Encoste seu corpo em uma parede e incline o corpo para frente, tentando tocar os dedos dos pés. Provavelmente você vai se desequilibrar. O que isso tem a ver com seu centro de massa? A explicação está na figura abaixo!

Fig 8. Nesta posição, o centro de massa não está localizado acima dos pés. Por isso, perdemos o equilíbrio. Fonte: imagem gerada por inteligência artificial.

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