Um grupo de alunos do primeiro ano da Universidade Roskilde, supervisionado pela Dra. Tina Hecksher, mostraram que balões cheios de água se comportam de forma muito semelhante a pequenas gotículas de água, saltando-os em uma cama de pregos.

Trabalho deles, publicado hoje no European Journal of Physics em colaboração com a Professora Julia Yeomans da Universidade de Oxford, foi inspirado por um dos trabalhos anteriores do Professor Yeomans estudando gotículas de água que saltam em superfícies hidrofóbicas padronizadas com redes de postes em escala submilimétrica.

Hecksher disse:"Queríamos saber se o chamado efeito 'pancake bounce' - onde a gota se eleva da superfície em sua extensão máxima - que foi observado em experimentos microscópicos poderia ser replicado em escala macroscópica.

"Ampliar o experimento nos permitiu medir as forças de impacto no salto da panqueca, que deu uma visão mais profunda de sua dinâmica. Ele também fornece uma ferramenta de ensino realmente útil para demonstrar aos alunos de uma forma muito econômica, para a frente, e a maneira atraente como essas forças funcionam. "

O estudo comparou o impacto dos balões - tomando o lugar de gotas d'água - pousando em uma superfície plana e em uma cama de pregos - modelando os postes submilimétricos. Usando grandes balões de festa comprados em lojas, uma câmera reflex digital rodando a 300 quadros por segundo para registrar o impacto em câmera lenta, e um sensor piezoelétrico sob a placa para registrar a força de impacto, a equipe mediu os impactos em diferentes velocidades e o comportamento resultante dos balões.

Eles descobriram que os cursos dos dois impactos eram inicialmente semelhantes. Contudo, na cama de pregos, o balão na verdade fez uma panqueca quicando:ele se ergueu da cama de pregos em sua deformação máxima e começou a retrair no ar, e não na superfície. Isso ocorre porque parte do material penetra no padrão da unha, recua e - se a velocidade de impacto for alta o suficiente - levanta o balão da cama de pregos antes que tenha tempo de retrair.

O Dr. Hecksher disse:"O comportamento dos balões é surpreendentemente semelhante ao das gotas oscilantes milimétricas. Em particular, o efeito de salto da panqueca foi reproduzido mostrando a mesma redução no tempo de contato do experimento microscópico, mas com escalas de tempo absolutas mais longas por um fator mais de 10. E a transição de salto normal para salto de panqueca acontece em parâmetros de impacto comparáveis.

"No futuro, seria interessante observar a semelhança entre gotículas de água e balões cheios de água em mais detalhes, considerando uma gama maior de dimensões de balão ou números de Weber mais altos, quando as gotas se quebram ao quicar, mas os balões não ”.