Quando você empurra um objeto muito longo, a extremidade dele se move ao mesmo tempo?

A física é uma área intrigante que é capaz de nos explicar o funcionamento de processos que, a olho nu, parecem contra intuitivos — ou seja, que vão ao contrário de algo que naturalmente esperaríamos com causa e efeito de um fenômeno.

O que nos leva a uma dúvida frequentemente levantada pelos diletantes da física: se empurrarmos a ponta de um objeto muito grande (como um poste, por exemplo), quanto tempo vai levar para que a outra extremidade comece a se mover? Vejamos a seguir a resposta.

Como a física atua em objetos grandes

Pode ser que algum dia você tenha pensado nisso: quando a gente coloca força na ponta de um grande objeto, quanto tempo vai levar para que a outra extremidade comece a se mexer? A experiência prática parece nos mostrar que o impacto no outro lado não é imediato, embora desejássemos que fosse assim.

E caso isso acontecesse, na verdade, seria ruim. Se a outra extremidade se movesse instantaneamente, é muito provável que você conseguisse se comunicar mais rápido do que a velocidade da luz, bem como acontece com os alienígenas em filmes de ficção científica. Ou seja: pelas leis da física, isso seria inviável.

O que acontece então?

Um palpite possível para responder essa dúvida é que a ponta do objeto se afasta na velocidade da luz – o que, na verdade, nada mais é que uma forma figurada de dizer que o poste se moveria muito rápido. Mas essa não é a resposta correta. De acordo com o cientista de materiais Brian Haidet, o tempo que leva para a outra extremidade do poste se mover é definido pela velocidade do som na barra de metal.

Eis a explicação: quando nós manuseamos um objeto feito de um material bem duro, como o metal, ele nos parece… sólido. A impressão que temos é que se trata de uma estrutura longa e rígida, sem lacunas dentro dela. Mas o fato é que, visto em pequena escala, uma barra de metal é uma estrutura cristalina organizada a partir de núcleons e elétrons, e são mantidos juntos no lugar por suas ligações.

Então, quando você empurra a barra de metal, a primeira camada de átomos empurra a próxima, que empurra a próxima, espalhando a força pela barra como se formasse uma onda, na velocidade do som naquele meio. Mas isso não é extremamente rápido, já que o som se move em velocidades diferentes por esses meios: quando denso ele for, mais rapidamente o som vai “viajar”. 

Em suma, a velocidade que o objeto se move tem a ver não só com a força embutida nele, mas com o próprio material que ele é composto. Simples, não?