Como o bambolê vence a gravidade? A resposta terá amplo impacto na engenharia

Redação do Site Inovação Tecnológica - 06/01/2025

Você nunca será um ás do bambolê se não tiver um tipo de corpo com inclinação e curvatura corretas.
[Imagem: NYU/Applied Mathematics Lab]

Física do bambolê

Ninguém se espanta em ver uma criança fazer um bambolê girar em torno da cintura, aparentemente desafiando a gravidade, mas um quadro tão trivial desafiou a mente de três matemáticos.

E solucionar esse enigma - matematicamente falando - promete inspirar uma série de inovações de engenharia, da robótica à automação industrial.

"Estávamos especificamente interessados em quais tipos de movimentos e formas corporais poderiam manter o arco erguido com sucesso, e quais requisitos e restrições físicas estão envolvidas," explicou Leif Ristroph, da Universidade de Nova York.

Para descobrir o que mantém o bambolê contra a gravidade e se o formato do corpo influencia o comportamento do bambolê, os pesquisadores criaram um aparato mecânico para fazer os giros e então criaram uma série de corpos impressos em 3D de diferentes formatos, incluindo cilindros, cones e ampulhetas, para representar formas humanas na escala de um para dez.

Os resultados mostraram que o movimento de rotação que a pessoa faz ou o formato da seção transversal do corpo (círculo versus elipse) não influencia o comportamento do bambolê ou sua capacidade de se manter girando estável ao redor do corpo. "Em todos os casos, bons movimentos giratórios do arco ao redor do corpo podem ser realizados sem nenhum esforço especial," explicou Ristroph.

Em vez disso, a capacidade de manter o arco elevado contra a gravidade por um período significativo de tempo exige um "tipo de corpo" bem definido, com uma superfície inclinada, os quadris, para fornecer o ângulo adequado para empurrar o arco para cima, e uma forma curva, a cintura, para segurar o bambolê no lugar.

"As pessoas têm muitos tipos de corpos diferentes, algumas que têm essas características de inclinação e curvatura nos quadris e na cintura e outras que não têm," observou Ristroph. "Nossos resultados podem explicar por que algumas pessoas são bamboleadoras naturais e outras parecem ter que trabalhar mais duro."

Movimentos verticais de aros em giradores robóticos de diferentes formatos.
[Imagem: Xintong Zhu et al. - 10.1073/pnas.2411588121]

Uso do bambolê na engenharia

Mas o resultado não é só brincadeira. Ao fazer uma modelagem matemática das diversas dinâmicas corporais e do movimento, a equipe precisou derivar fórmulas que explicassem os resultados.

Foi quando eles se deram conta de que seus cálculos poderão ser usados para outras finalidades.

"À medida que progredimos na pesquisa, percebemos que a matemática e a física envolvidas são muito sutis, e o conhecimento adquirido poderá ser útil para inspirar inovações de engenharia, coletar energia de vibrações e melhorar os posicionadores e motores robóticos usados no processamento industrial e na manufatura."

Uma possibilidade intrigante está no manuseio de peças e outros objetos sem a necessidade de que essas peças e objetos sejam capturados por uma garra robótica, o que poderá evitar danos em dispositivos delicados.

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