Dois estudantes seguram um lençol verticalmente entre eles. Um terceiro estudante, o arremessador estrela da equipe de beisebol da escola, lança um ovo cru no centro do lençol. Explique por que o ovo não quebra quando bate no lençol independente da sua velocidade escalar inicial.
Passo 1
Vamos analisar a situação: dois estudantes seguram um lençol verticalmente e um terceiro arremessa um ovo no centro do lençol. A pergunta é: por que o ovo não quebra quando bate no lençol, independentemente da velocidade com que foi lançado? Para resolver isso, vamos usar conceitos de física, especificamente sobre força, impacto e como o lençol distribui a energia do impacto.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando o ovo é arremessado. O ovo possui uma certa velocidade escalar inicial, o que significa que ele tem energia cinética devido ao movimento. Quando o ovo atinge o lençol, essa energia precisa ser dissipada de alguma forma para que o ovo pare.
Passo 3
A força de impacto que atua sobre o ovo depende de como a colisão ocorre. Se a força for grande e aplicada em um curto período de tempo, o ovo pode quebrar. Porém, o lençol tem a capacidade de dissipar a energia do impacto de maneira eficiente.
Passo 4
O lençol, ao ser segurado verticalmente, amortiza o impacto do ovo. Isso significa que ele aumenta o tempo durante o qual a força é aplicada para parar o ovo. De acordo com a fórmula da força:
onde
é a força,
é a mudança no momento (impulso), e
é o intervalo de tempo.
Passo 5
Ao aumentar o tempo
, a força
resultante diminui. Menor força significa menos chance de o ovo quebrar, mesmo que a velocidade inicial seja alta. O lençol distribui a força do impacto por uma área maior e pelo tempo, evitando que a força concentrada danifique a casca do ovo.
Resposta
O ovo não quebra ao bater no lençol porque o lençol aumenta o tempo de impacto, diminuindo a força exercida sobre o ovo, o que evita que a força seja suficientemente grande para quebrar a casca, independentemente da velocidade inicial com que o ovo foi lançado.