Quando um pássaro sai do galho de uma árvore e mergulha em direção ao solo para pegar uma minhoca, por que a Terra em movimento não a carrega para longe do pássaro?
Passo 1
O enunciado pergunta por que, quando um pássaro se lança do galho mergulhando verticalmente em direção ao solo para pegar uma minhoca, a Terra girando não arrasta a minhoca para longe dele. O conteúdo aqui é cinemática em quadros de referência (inercial versus rotativo) e consequência da inércia e das forças de atrito que mantêm a minhoca “presa” ao solo em movimento.
Passo 2
Antes do pássaro sair do galho, tanto ele quanto a minhoca, o ar e o solo têm a mesma velocidade horizontal devido à rotação da Terra. Em um referencial inercial (por exemplo, alguém vendo do espaço), essa velocidade vale aproximadamente
onde
é a velocidade angular da Terra,
o raio terrestre e
a latitude. Como ambos partem com
, não há velocidade relativa horizontal entre pássaro e minhoca no instante do mergulho.
Passo 3
Ao mergulhar, o pássaro mantém por inércia sua componente horizontal
. A minhoca, por sua vez, permanece “parada” em relação ao solo porque o atrito estático entre ela e o solo (e o ar que envolve o solo) lhe transmite exatamente essa mesma velocidade
. Logo, do ponto de vista do pássaro, a minhoca não se desloca horizontalmente.
Passo 4
Poderia existir um pequeno desvio causado pela força de Coriolis num mergulho muito rápido e longo, mas, na escala de tempo e distância (metros e segundos) de um pássaro caçando, esse efeito é insignificante. Assim, a trajetória vista pelo pássaro é quase perfeitamente vertical em relação ao solo.
Resposta
Como pássaro, minhoca, ar e chão têm a mesma velocidade horizontal inicial e essa componente se mantém tanto na minhoca (por atrito) quanto no pássaro (por inércia), não há arraste horizontal relativo. Qualquer desvio de Coriolis é tão pequeno que pode ser desprezado.