Toda pessoa curiosa deve ter observado bolhas de ar subindo por um tanque de água do aquário.

De forma similar, todos nós sabemos que uma pedra pesada afunda direto na água. A bolha de ar sobe devido à sua flutuabilidade, ou seja, o fato de ser mais leve do que a água, e a pedra pesada cai porque é mais pesada que a água. Contudo, ao contrário da pedra pesada, a bolha de ar não sobe verticalmente em linha reta. Ele zigue-zagueia ou espirala durante seu movimento ascendente na água. Este é um fato bem conhecido e popularmente conhecido como paradoxo de "Leonardo", depois que Leonardo Da Vinci o observou pela primeira vez em 1600. Muitas explicações foram propostas para este comportamento paradoxal, mas não existe uma compreensão completa disso.

Agora, pesquisadores da Universidade de Twente e da Universidade Tsinghua em Pequim, A China apresentou uma explicação para o zigue-zague das partículas em ascensão. Eles descobriram a função de um parâmetro ausente, o "momento de inércia" da partícula, e descobriram que a redução do momento de inércia é, em última análise, responsável pelo desenvolvimento dos movimentos em ziguezague / espiral. Os pesquisadores dizem que "o momento de inércia foi completamente ignorado no passado, o que explica a confusão e a falta de compreensão do zigue-zague e do espiralamento das partículas flutuantes. "

De bolhas em zigue-zague a bolas esportivas

Os resultados têm forte influência em nossa compreensão das observações cotidianas. Por exemplo:caminhos em zigue-zague de bolhas de ar subindo em um tanque de aquário. Avançar, os insights deste estudo também podem ser estendidos à física do esporte. Por exemplo, a inércia rotacional das bolas esportivas precisa ser monitorada no futuro para melhor prever os movimentos das bolas esportivas. O famoso chute livre de banana de Roberto Carlos, o movimento das bolas Knuckle no esporte de beisebol, e a resposta de rotação superior de uma bola de tênis são exemplos.

Além da parte motivada pela curiosidade, o resultado também será útil para uma variedade de comunidades de física e engenharia. Na engenharia química, a mistura induzida por partículas em zigue-zague é muito importante. A descoberta oferece uma oportunidade para imprimir 3-D partículas de baixa inércia rotacional, que pode ser liberado em fluxos de reatores multifásicos para melhorar enormemente a mistura e o transporte de calor em processos de engenharia química.

O artigo científico foi publicado na edição de 4 de agosto da Cartas de revisão física Diário.