A Física de uma Ruga no Tapete
Estudar tapetes é ciência de verdade!

16 de outubro de 2009
Por Mike Lucibella
Inside Science News Service

WASHINGTON (ISNS) — Os cientistas muitas vezes fazem sacrifícios por seu trabalho. O físico Dominic Vella cortou o tapete de seu banheiro em tiras e o co-autor de L. Mahadevan ficou sem sua estante de livros. Com esses sacrifícios, as duas equipes foram capazes de coletar informações suficientes para revolucionar a compreensão mundial acerca da física de tapetes enrugados.

Os resultados, que serão publicados em dois artigos diferentes na edição de segunda-feira de Physical Review Letters, descrevem tudo acerca de rugas em tapetes, inclusive como elas se formam, como elas se movem e o que acontece quando elas interagem.

“Nós fomos motivados por uma velha analogia que usa uma ruga em um tapete para explicar como certos defeitos em um cristal se movem”, explicou Mahadevan que é da Universidade Harvard em Cambridge, Mass. “O próprio fenômeno não tinha sido bem estudado, de forma que nós decidimos gastar algum tempo com ele”.

O jeito pelo qual uma ruga no tapete se move ao longo de um piso, já foi comparado às maneiras pelas quais se movem as placas tectônicas, as membranas das células deslizam e os vermes rastejam. A fricção torna difícil arrastar um tapete grande, porém, quando há uma ruga no material, a ruga pode facilmente rolar pela extensão do tapete, movendo consigo o próprio tapete.

“Isso é usado como analogia para muitas coisas na física”, observa
Vella, da Universidade de Cambridge no Reino Unido,  acrescentando que, para ter certeza que essas analogias são corretas, “temos que primeiro entender a física das rugas no tapete”.

A equipe de Vella estudou a forma que as rugas assumem, o quanto elas mantém essas formas e quão rápido estas se movem ao longo de uma superfície plana. Primeiramente, Vella e sua equipe estudaram tapetes de borracha de diferentes espessuras em várias superfícies planas. Depois de observar como uma rugas se formava no tapete sobre madeira, lixa e metal, a equipe comparou o comportamento do tapete do banheiro do próprio
Vella sobre as mesmas superfícies. Para ver como essas rugas se moviam, a equipe usou uma câmera de alta velocidade para filmar os tapetes, enquanto um membro da equipe agitava uma extremidade para cima e para baixo.

Eles descobriram que as rugas maiores tinham mais facilidade em se manter, não importando sobre qual tipo de superfície o tapete estivesse. Rugas menores ficavam rapidamente alisadas, a menos que houvesse muita fricção as separando da superfície abaixo. Para a maioria dos tipos de tapete que Vella testou, as rugas se movem a cerca de um metro por segundo, embora as menores tendam a se mover mais rapidamente do que as grandes. Quando duas rugas colidem, se combinam para formar uma maior que se move ainda mais depressa.

Já a equipe de Mahadevan pesquisou como a gravidade empurra uma ruga por uma rampa abaixo. Ele colocou uma folha de borracha enrugada na estante de livros tirada de seu escritório e a inclinou até que a ruga começasse a rolar por conta própria. Ele descreve em detalhes a velocidade e o formato das rugas, e os ângulos em que os diferentes tamanhos começaram a rolar.

Ambas as equipes planejam explorar mais ainda o novo campo da mecânica dos tapetes. Com base nos resultados obtidos até agora, os físicos podem continuar usando a analogia dos tapetes enrugados.

Este texto é fornecido para a media pelo
Inside Science News Service, que é apoiado pelo Instituto Americano de Física
(American Institute of Physics), uma editora sem fins lucrativos de periódicos de ciência.

Contatos:  InsideScience@aip.org.