O equilíbrio das bicicletas ainda é um misterioso e inexplicável fenômeno

A maior parte de nós aprende a andar de bicicleta ainda crianças. Este fantástico meio de transporte parece extremamente simples — afinal, seu design permanece praticamente inalterado desde sua invenção, na Alemanha, em 1817.

Basicamente, a bicicleta é um objeto composto por um quadro, duas rodas, um garfo direcionável, um assento, pedais e uma corrente. Sendo uma invenção relativamente simples, isso significa que duzentos anos depois, nós já sabemos tudo sobre ela, certo?

A verdade é que as humildes bicicletas ainda guardam certos mistérios e existem detalhes sobre seu funcionamento que a ciência ainda não sabe explicar — e nós vamos te contar quais são eles!

O misterioso equilíbrio das bicicletas

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Os físicos ainda não têm uma explicação definitiva do porque as bicicletas permanecem estáveis quando estão em movimento. E talvez você, leitor, esteja pensando que o responsável por este equilíbrio é a pessoa que está em cima dela. Mas a questão é mais complexa que isto.

Caso faça uma experiência simples, vai notar algo que intriga até hoje os estudiosos: se você “arremessar” uma bicicleta de uma maneira específica, sem ninguém sentado no banco, vai notar que ela é capaz de se mover em equilíbrio por uns bons metros até tombar de lado.

A resposta mais óbvia para entender por que isso acontece remete às leis de Newton, que dizem que um corpo tirado da inércia e posto em movimento tende a continuar em movimento. Só que, neste curto espaço de tempo em que seguem andando, as bicicletas conseguem desviar de certos obstáculos e voltar ao equilíbrio, exatamente como um ciclista faria. E isto é realmente intrigante.

O complicado mecanismo das bicicletas

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As primeiras explicações sobre a misteriosa física das bicicletas data da virada do século XX. Entre 1899 e 1910, os matemáticos Francis Whipple, Felix Klein e Fritz Noether publicaram estudos dizendo que a estabilidade da bicicleta se deve à precessão giroscópica, um fenômeno físico que consiste na mudança do eixo de rotação de um objeto. O conceito explica que objetos giratórios resistem no espaço a mudanças de orientação — tal como acontece com um pião, por exemplo.

Os estudos destes matemáticos foram contestados em 1970 pelo cientista David Jones, que constatou erros nos cálculos feitos anteriormente. Segundo ele, estes erros anulavam os efeitos da precessão giroscópica nas bicicletas. Ele levantou a sugestão de que algo mais estava conectado à capacidade de “auto-endireitamento” das magrelas.

Outros pesquisadores trouxeram novas explicações. Foi sugerido também que, além da precessão giroscópica, as bicicletas se mantinham de pé por um chamado efeito cáster, segundo o qual um veículo que está trafegando tende a endireitar as rodas — é por isso, por exemplo, que uma cadeira de computador alinha suas rodas quando é empurrada.

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Ainda assim, não há uma explicação definitiva sobre a estabilidade das bicicletas. Hoje há um relativo consenso de que elas se equilibram por uma soma de fenômenos físicos específicos. Descrever o exato funcionamento delas é ainda um mistério para engenheiros e matemáticos.

“Uma bicicleta, na verdade, é extremamente complexa. Entender sua estabilidade, numa comparação muito simplificada, é equivalente a resolver uma equação matemática de quarto grau”, explicou à Superinteressante o professor Andy Ruina, um dos maiores estudiosos da mecânica das bicicletas.