Astronomia Ruim

Soprando anéis de fumaça quadrados

2024

Minha amiga Dianna Cowern - também conhecida como PhysicsGirl - é um comunicador de ciências que faz vídeos maravilhosos demonstrando fenômenos físicos interessantes. Às vezes, são provocações cerebrais simples, mas desconcertantes, como o que acontece com o nível da água se você joga uma pedra de um barco, ou por que um espelho inverte para a esquerda e para a direita, mas não para cima e para baixo (dica: é porque ele também não está funcionando).

E às vezes eles estão em tópicos muito mais complexos, como vórtices em piscinas (sério, assista aquele). Os vórtices são fluidos giratórios, que incluem líquidos e gases - qualquer coisa que possa fluir - e a física por trás dos fluidos em movimento, chamada hidrodinâmica, é extremamente complexa. É um dos tópicos mais complexos da física (adicione magnetismo a ele e observe as cabeças dos físicos explodirem).

Canción a la que no me rendiré

Mas o que é estranho é que a complexidade às vezes se esconde em uma simplicidade enganosa. Por exemplo, você já viu a água escorrendo pelo ralo um milhão de vezes ou vídeos de furacões vindos do espaço. São vórtices e não parecem tão complicados, certo? É, não. Eles são ridiculamente difíceis de descobrir matematicamente.

E isso me leva a um vídeo maravilhoso que Dianna acabou de lançar sobre anéis de fumaça. Existe um dispositivo bastante simples, chamado de canhão de vórtice, que pode soprar consistentemente vórtices de ar e, se você adicionar um pouco de fumaça, obterá, bem, anéis de fumaça. O movimento deles já é bastante complicado, mas ela (e o comunicador matemático Grant Sanderson de 3Blue1Brown ) fez isso mesmo mais assim. Eles fazem uma pergunta muito interessante:

O que acontece se você colocar uma abertura quadrada sobre o canhão? O que acontece com os anéis de fumaça?

OK, primeiro, pense nisso por um segundo. Então Assista o vídeo . A resposta é extremamente frio:

Como você pode ver no vídeo dele, as coisas do mundo real são muito mais complicadas do que as explicações simples que estou dando aqui, especialmente quando você joga em turbulência (o que é ridiculamente complicado), mudanças no ar à frente do ringue ( como densidade, movimento, temperatura e muito mais) e imperfeições na abertura do canhão de vórtice. E isso me faz pensar: você conseguiria anéis mais coerentes e duradouros se soprasse os anéis de ar quente em um ambiente frio ou de frio em quente? E se você usasse ar muito mais denso (como, digamos, hexafluoreto de enxofre e oh meu sim faça você quer clicar naquele link ) ou ar mais leve (como o hélio)?