Fantástico e a gravidade zero

Fonte: Prof. Dulcidio Braz Júnior

O ator da rede Globo, Ramos, passou pela experiência de "flutuar" dentro de um avião em queda, o que simula a situação chamada de gravidade zero mas que, de fato, não tem nada a ver com gravidade nula. E disse para todo mundo ouvir: "o que será que acontece com o equilíbrio quando a gente vai para um lugar onde a Lei da Gravidade não existe, como no espaço? "! E a página na matéria no site do Fantástico tem o título "Sem gravidade" e mostra um texto cheio de contradições e erros físicos grosseiros.

É uma pena. Uma matéria bacana, bem produzida, mas com conteúdo cientificamente condenado. Fico me perguntando: quando é que os meios de comunicação vão divulgar de uma vez por todas verdadeira razão física para a sensação de ausência de peso conhecida na Física como impoderabilidade? Será que os grandes redatores faltaram desta aula de Física no colégio?

Aproveito a oportunidade para tentar explicar o que acontece de fato, do ponto de vista da boa e velha Física Clássica de Sir Isaac Newton. E vou tentar tudo na base do raciocínio e da imaginação, sem cálculos. Começo a pensar junto com você propondo algumas perguntinhas básicas sobre as situações apresentadas na matéria do Fantástico:

Se no espaço não tem gravidade, então o que mantém a nave dos astronautas girando ao redor da Terra? Por que a nave não sai da sua órbita fechada e bem comportada e escapa para longe do planeta?
Se a gravidade é realmente nula no avião em queda onde os passageiros experimentam a chamada "gravidade zero", então o que é que faz o avião cair? Não é a própria gravidade que puxa o avião e todo o seu conteúdo para baixo? A gravidade não pode ser zero de verdade, pode?!
Vamos juntos às respectivas respostas:

Na verdade, onde está a nave, a gravidade é menor do que na superfície do planeta pois, de acordo com a Lei da Gravitação Universal de Isaac Newton, "a gravidade cai com o inverso do quadrado da distância ao centro da Terra" (ou de qualquer outro astro). Mas gravidade menor é bem diferente de gravidade zero! Aliás, é a gravidade quem mantém a órbita, quem prende a nave na sua trajetória ao redor do planeta! Se fosse zero, nem haveria órbita!
Quando o avião despenca, cai com aceleração 9,8 m/s² e não com aceleração zero. Tudo que está dentro do avião cai junto com ele, com a mesma aceleração. Quem está dentro do avião, sem ter janelas para observar o que está se passando lá fora, cai junto com o chão e as paredes e perde uma referência confiável para saber se está ou não caindo. Tudo o que está dentro do avião não cai em relação a ele mas cai com ele. Percebe a diferença? Se o avião fosse transparente, um observador fora dele, parado em relação à Terra, veria tudo caindo, puxado pela gravidade não nula. Isso é chamado em Física de imponderabilidade e é a mesma sensação que experimentaríamos se estivéssemos dentro de um elevador cujo cabo arrebentasse.
E nesta altura você já deve estar se perguntando: "Por que numa órbita ao redor da Terra os passageiros da nave têm a mesma sensação de ausência de gravidade sentida pelos passageiros de um avião em queda? A nave não parece estar caindo! O que uma coisa tem a ver com a outra?"

Tem tudo a ver! E estas questões são fundamentais. Não sei se Newton sonhava com naves. Mas comparou a queda da maçã com a queda da Lua. Newton estudou a famosa questão "Por que uma maçã cai na Terra mas a Lua não?" E, para nosso espanto, argumentou que a Lua cai sim! Mas cai de um modo diferente. A maçã está inicialmente em repouso, pendurada no galho da macieira. Num dado momento, amadurece e o talo que a prende no galho enfraquece, soltando-a. Atraída pela gravidade, a maçã sai do repouso e ganha velocidade até colidir com o chão. A Lua não está em repouso, pendurada num galho ou algo assim. Ao contrário, tem uma velocidade tangencial inicial, algo que a maçã não tem. Atraída pela Terra, a Lua tende a cair. E com a velocidade tangencial, também tende a escapar da Terra na mesma direção e sentido da velocidade. Como combinação dos dois efeitos, a Lua cai enquanto também se move na direção tangencial. Assim, cai mas nunca atinge a superfície da Terra bem como nunca escapa para longe. É um ajuste perfeito entre velocidade e altitude (ou raio da órbita). Eu diria mesmo que trata-se de um belo "truque" de mecânica, um verdadeiro capricho cósmico!

Conclusão: dá para dizer sem medo de errar que uma órbita é uma queda segura e infinita, que nunca acaba numa colisão. Já uma queda vertical, a partir do repouso, terá infalivelmente um final trágico, uma colisão com o planeta. E, ao fazermos tal afirmação, temos nada menos do que Sir Isaac Newton do nosso lado!

Será que esta explicado? Entendeu que órbita e queda tem tudo a ver? E ficou claro que os astronautas flutuam com gravidade diferente de zero?



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