Ovo equilibrado na linha do Equador? Isso é verdade?



A linha do Equador divide o nosso planeta em dois hemisférios: Norte e Sul. Parte dessa linha passa sobre o território brasileiro. No Amapá, foi construído um monumento em uma praça, exatamente no local em que passa a linha do Equador. Turistas vão pra lá e verificam se aquele de fato é o paralelo 0°.

Recentemente, uma notícia incomodou a comunidade científica. Andam dizendo por aí que um ovo fica perfeitamente equilibrado sobre a linha do Equador. Esse experimento virou uma espécie de lenda. Seria isso possível?

Bom, até deve ser. Com paciência, você pode equilibrar um ovo em sua casa mesmo e você nem precisa estar no Macapá. Basta escolher o ovo certo (a gente sabe que eles não são feitos em série), escolher a superfície certa (se ela tiver uma depressãozinha, pode facilitar as coisas) e contar com a sorte e a paciência. Equilibrar um ovo é questão de probabilidade. E eu sou péssima nessa matéria. E são tantas coisas que influenciam no equilíbrio de um ovo, que suspeito que deve ser bem difícil fazer este cálculo.

Assim é fácil equilibrar um ovo! Saudade dessa brincadeira!!! Vi aqui.
Apenas assim é fácil e legal equilibrar um ovo! Saudade dessa brincadeira!!! Vi aqui.

Andaram dizendo que o ovo se equilibra lá no marco 0 (local onde passa a linha do Equador) no Amapá por que a Força de Coriolis faz com que isso aconteça. Vou dar nome aos bois: foi um meteorologista que disse isso e ele Luiz Cavalcanti, chefe do Centro de Análise e Previsão do Tempo do Instituto Nacional de Meteorologia no Amapá (Inmet)*. Sei que os jornalistas muitas vezes não escrevem exatamente aquilo que gostaríamos de dizer. Só que acho muito improvável que um jornalista escreva algo completamente oposto aquilo que você tenha tentado dizer.

Foto do G1, mostrando o famoso experimento. Repararam que o ovo está meio "tombadinho"? Pra mim aí tem alguma safadeza... talvez ele esteja escorado em algo.
Foto do G1, mostrando o famoso experimento. Repararam que o ovo está meio “tombadinho”? Pra mim aí tem alguma safadeza… talvez ele esteja escorado em algo.

Cavalcanti ainda fala sobre a descarga do vaso sanitário, que giraria em sentidos opostos dependendo do hemisfério. Para responder este mito, retomo um post que escrevi em agosto de 2012. Primeiro a gente precisa entender a natureza da força de Coriolis. E para deixar isso mais fácil, vou apresentar alguns fatos sobre esta força:

 

1)  A fórmula geral da força de Coriolis é

F = 2 m v w

– m é a massa do corpo;

– v é a velocidade do corpo;

– w é a velocidade angular do corpo;

2) A força de Coriolis é uma força aparente. Isso significa que ela é perceptível apenas quando o objeto encontra-se em movimento com relação ao seu referencial. Por exemplo: a força de Coriolis atua em todos os corpos em movimento na Terra. Observe a fórmula: se v=0, F será necessariamente F=0.

3) A força de Coriolis só está presente sobre corpos que estão em sistemas girantes. A velocidade angular w é uma característica de sistemas girantes. Veja a fórmula: se w=0, F=o. Nós estamos em um sistema giranta, que é o planeta Terra. A Terra gira em torno de seu eixo e dá uma volta completa em aproximadamente 24h. Esse é o movimento de rotação. Então, no caso do planeta terra, w=1 volta/dia. Se a Terra não estivesse girando (se ela fosse plana, como dizem alguns pseudocientistas), não haveria força de Coriolis agindo sobre nenhum corpo presente sobre a Terra.

4) A força de Coriolis não é uma força de verdade. É uma força aparente, como eu já disse anteriormente. Isso significa que ela parece existir. Tenho certeza que muitos aqui já experimentaram duas situações interessantes:

a) Você está em um carro em movimento (com cinto de segurança, por favor, hein) e uma freada brusca ocorre. Você tem a sensação de que está sendo jogado para frente. E ninguém tem empurrou. O que aconteceu?

b) Sua mãe (ou você, olá professoras!) colocou roupa para centrifugar. Durante o processo de centrifugação, a roupa é jogada para as laterais da máquina de lavar, deixando o centro da máquina livre. Existe alguma força puxando as roupas para as laterais da máquina de lavar?

A força de Coriolis, a força do exemplo a) e a força do exemplo b) são todas forças aparentes. Elas só existem porque os corpos que sofrem esta força estão em referenciais em movimento. O planeta terra, o carro e a máquina de lavar são 3 exemplos de referenciais em movimento, nos casos apresentados. Mas então o que faz essas forças existirem? A explicação vem da Lei da Inécia, a 1°  lei de Newton, que pode ser genericamente enunciada da seguinte forma:

“Um corpo só permanece em movimento se estiver atuando sobre ele uma força”

Sendo assim, no caso a), por exemplo, se o passageiro do carro não estiver usando o cinto de segurança, só interromperá seu movimento quando atingir um obstáculo. No caso, esse obstáculo pode ser o para-brisa do carro. E é assim que ocorrem muitos dos acidentes fatais.

Na fórmula da força de Coriolis, vocês  devem ter reparado que há uma dependência da velocidade (letra v) e da velocidade angular (letra w). A velocidade angular  é a velocidade de rotação. Como foi dito no item 3 acima, no caso da Terra, w=1 volta/24h. Mas o que é essa velocidade (letra v)? É a velocidade linear, que depende da distância do eixo de rotação.

Essa distância do eixo de rotação será mais

Na verdade confesso que fui muito simplista nesse post. Eu omiti alguns fatos para facilitar a compreensão…rs. Não me julguem! Não é todo mundo que gosta do que vou falar agora: vetores. A maneira correta de escrever a fórmula geral da força de Coriolis é:

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As setas sobre as letras representam que são grandezas vetoriais.  Isso significa que além de um valor, essa grandeza possui direção e sentido.

Por exemplo, se alguem me pergunta a temperatura do exato momento, vou dizer: 20°C. E isso basta. Mas se alguém me pergunta a velocidade do vento e eu disser 5m/s eu não estarei dando a informação completa. Porque o vento precisa vir de algum lugar. Ou seja, o vento pode ser de N, NNW, NW, WNW, ….

Na verdade, a velocidade linear de qualquer coisa precisa vir com as informações de sentido e direção.  Se eu jogo uma bolinha em uma quadra, apenas dizer a velocidade dessa bolinha não basta para descrever o movimento. Preciso dizer de onde ela está vindo e para onde está indo.

Esse X na fórmula acima é uma operação matemática entre dois vetores chamada de produto vetorial. Não vou falar muito nisso e nem vou fazer os cálculos para “abrir” esta equação. Se você tiver interessado em acompanhar esses cálculos e em tentar fazê-los, veja aqui.

Bom, no final das contas, a gente pode dizer que a velocidade  tem duas componentes vetoriais: uma na direção S-N (sul-norte) e a outra na direção L-W (leste-oeste). A componente na direção S-N é muito pequena.  Era de se imaginar, né? O movimento de rotação da Terra é na direção L-W e a Força de Coriolis existe exatamente devido a rotação! Por isso essa componente da velocidade se sobressai.

Agora sim podemos reescrever a equação da força de Coriolis de uma outra maneira:

Image521

Onde a letra grega Φ representa a latitude do local. No equador, a latitude é 0°. E o seno do ângulo 0° é igual a 0. Sendo assim, FCO seria igual a 0 no equador. Isso mesmo, não há força de Coriolis no Equador. É exatamente este resultado que faz a imaginação de algumas pessoas voarem. Eu comentei aqui que a Força de Coriolis não afeta nossas coisinhas bobinhas do dia a dia, porque um ovo ou um ralo de uma pia são coisas muito pequenas face ao tamanho da Terra. Além disso, o tempo de duração desses fatos é muito pequeno! A Terra demora 24h para fazer 1 movimento completo de rotação. A água descendo pelo ralo é um fenômeno de alguns segundos, assim como posicionar um ovo em uma linha.

A última equação também nos mostra que quanto mais longe da linha do Equador, maior a força de Coriolis. Para dar um exemplo do que isso significa na prática, peguei uma imagem de satélite das 08:00UTC de 17 de junho de 2012 (aqui, no Met Office). Poderia ser uma imagem de qualquer dia e vocês vão entender o porquê:

sworldview_sat_201306170600

Reparem na imagem acima que quanto mais distante do Equador, mais “curvadas” são as bandas de nebulosidade. E essas nuvens são inclinadas para a direita no Hemisfério Sul e para a  esquerda no Hemisfério Norte. Como essas nuvens (são áreas de instabilidade, associadas a ciclones extra-tropicas e sistemas frontais) demoram dias para se movimentar e são partes de sistemas bem grandes, eles sofrem a influência da Força de Coriolis.

Reproduzo abaixo as palavras da Prof. Alice Grimm, retiradas de sua ótima apostila:

A força desviadora é omissível para movimentos cujas escalas de tempo são muito pequenas comparadas ao período de rotação da Terra. Assim, a força de Coriolis não é importante para a dinâmica de nuvens cumulus individuais, mas é essencial para a compreensão de fenômenos de escala de tempo maior, tais como sistemas de escala sinótica. Por isso, não tem fundamento a crença de que a rotação da água que escoa numa pia ou banheira ocorra consistentemente numa direção no Hemisfério Norte e na direção oposta no Hemisfério Sul, presumivelmente devido ao efeito de Coriolis. Nesta pequena escala de tempo a magnitude do efeito de Coriolis é muito pequena para ter um efeito significativo sobre a direção de rotação. A direção de rotação neste caso é mais provavelmente conseqüência de algum movimento residual da água antes de escoar.

Bom, vocês já perceberam de essa história de que a força de Coriolis atua em ovos ou ralos é puro mito.

Infelizmente, esse tipo de “milagre da Força de Coriolis” não é uma atração turística apenas do Macapá. Em diversas cidades localizadas na Linha do Equador, é uma prática comum apresentar esta curiosidade.  Fico em pânico ao imaginar que tantas pessoas viram esta demonstração (ou qualquer outra parecida) e acreditaram que é a mais pura ciência.

Sabe o que é pior? É muito provável que o cara que está apresentando o experimento não tenha noção alguma do que é a Força de Coriolis. Ele provavelmente está repetindo algo que lhe foi passado, sem qualquer aprofundamento ou visão crítica.

E além de tudo isso, a gente precisa lembrar mais uma vez que a força de Coriolis não atua em objetos muito pequenos, pois eles não sofrem os efeitos da rotação da Terra. E um ovo é milhares de vezes menor que nosso planeta. Assim como ralos de pias, privadas, banheiras e afins.

Bom, e se eu contar que além de procurar Coriolis em ovo ele é do time do Felício? Sim, ele é um daqueles meteorologistas que acham que o aquecimento global é uma falácia ou não é causado pela atividade humana (ou a atividade humana é irrelevante).  Fiquei sabendo através de um vídeo postado pelo Gabriel Brito Costa, um dos moderadores da Meteorologia Brasil. Para entender mais sobre o assunto, leia também o post do Prof. Alexadre Costa, que fala sobre cientistas que negam o aquecimento global.

Não sei se fiquei surpresa com a revelação de que Luiz Cavalcanti, além de acreditar que a força de Coriolis atua em um ovo, também é um negacionista do aquecimento global. Acho que era algo esperado. Ando observando que certas posturas e comportamentos andam lado a lado.

Eu vi a notícia que me motivou a escrever este post na Meteorologia Brasil, grupo do Facebook. Se vocẽ realmente gosta de meteorologia, pode pedir para fazer parte do grupo. Falei com o moderador e ele disse que costuma aceitar todo mundo, exceto perfis de propaganda e spam, coisas do tipo.

Muitos colegas estão completamente indignados com o colega que deu esse “fora de reportagem”. Eu os compreendo, também fiquei indignada. Só que eu já vi um professor famoso dizendo a mesma coisa. É uma corrente de pensamento errada, mas aparentemente ainda seguida. Como aquela história absurda de acharem que o inverno/verão são causados pela diminuição/aumento da proximidade entre a Terra e o Sol.

Talvez este colega tenha sido aluno de um professor desses. E anos e anos depois, ele ainda reproduz essas bobagens. Triste é saber que através desta reportagem, ele forma opiniões.  Além disso, ele tem um cargo de chefia, o que faz com que a opinião pública o tenha como sumidade no assunto. Os meteorologistas sentem vergonha alheia.

[*] Essa informação está incorreta na reportagem e eu a reproduzi aqui, sem pesquisar antes! Meu colega Marco Jusevicius alertou: Luiz Cavalcanti é chefe do setor de analise e previsão do tempo do INMET em Brasília mesmo e não no Amapá.