O hula-hoop é um dos brinquedos mais famosos da história, mas a ciência por trás dela recebeu pouca atenção. Alguns de nós somos mestres giradores, enquanto outros não conseguem gerenciar mais de uma rotação. Então, como os hula-hoops não caem quando estão girando, e por que alguns de nós são melhores nisso do que outros?
Hula-hoops modernos são anéis de plástico que você gira em torno de seu corpo, movendo os quadris. Esse movimento giratório é semelhante ao visto na dança havaiana conhecida como The Hula (daí o nome).
Há evidências de que os seres humanos fazendo giratórios de hula-hoop “já em 500 aC”, disse Olivia Pomerenkum candidato a doutorado em matemática na Universidade de Nova York. Ele aparece repetidamente “em uma infinidade de culturas como uma forma de recreação, cerimônia religiosa ou exercício”.
Considerando a longa história da atividade, você pode pensar que “foi estudada até a morte neste momento, mas na verdade não”, disse Pomerenk à Live Science. Até recentemente, a pesquisa sobre giragem de hula-hoop era geralmente limitada a modelos bidimensionais de um aro giratório “, em vez do sistema 3D completo”, observou ela. Como tal, esse trabalho anterior não pôde responder como os hula-hoops podem não cair.
Em um estudo de 2024 publicado na revista PnasPomerenk e colegas decidiram investigar essa questão de girar a cabeça.
“Nosso laboratório tende a gravitar em direção a esses sistemas peculiares e aparentemente simples”, disse Pomerenk. “Muitos problemas que estudamos, quando descritos, provocam a reação: 'Espere, como ninguém já resolveu isso?' Esse problema de hula-hoop não é diferente. “
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Para esclarecer a pergunta, Pomerenk e seus colegas criaram hula-hula-hula de robô em miniatura. Eles com itens plásticos impressos em 3D com cerca de 17 centímetros de altura) e vieram em uma variedade de formas, como cilindros, cones e ampulhetas. Em seguida, eles fizeram as formas giradas com um motor para girar em torno de 15 cm de largura e usaram software de computador para analisar gravações de vídeo de alta velocidade dos movimentos resultantes.
Os pesquisadores descobriram que o giro estável do aro em torno desses robôs era possível, dado uma série de movimentos ou corpos de girração. Para que o giro estável ocorra, você deve começar jogando o aro com uma quantidade suficiente de velocidade na mesma direção que a rotação do seu corpo. Depois desse ponto, força centrífuga E o atrito de Rolling pode manter o aro girando de forma estável.
No entanto, mantendo o aro contra gravidade Por uma quantidade significativa de tempo, é mais difícil. Idealmente, “o corpo deve ter 'quadris' para fornecer o ângulo adequado para empurrar o aro, mas também uma 'cintura' com curvas para mantê -lo no lugar”, disse o autor sênior do estudo Leif Ristrophum matemático aplicado e físico experimental na Universidade de Nova York.
Essas descobertas sugeriram que pessoas com formas de ampulheta podem ser hoopers naturais. No entanto, “Esperamos que ninguém tome nossos resultados para significar que eles não podem hula-hoop por causa de sua forma de corpo”, disse Ristroph à Live Science. “Achamos que todos podem, e talvez formas diferentes possam levar um pouco de esforço extra ou uma estratégia diferente do que investigamos em nossos experimentos”.
As descobertas não apenas ajudam a explicar uma atividade familiar, mas pouco compreendida, mas também podem apontar para uma variedade de aplicações envolvendo “transformar um tipo de movimento para outro, ou suspender e posicionar objetos sem a necessidade de controlá -los ou agarrar”, disse Ristroph.
Por exemplo, com apenas uma pequena contração do corpo, um bom giro de hula-hoop pode enviar um aro voando em grandes órbitas, observou Ristrof. Isso pode inspirar novas maneiras de “colher ou recuperar energia das vibrações”, explicou.
Outra aplicação possível pode envolver o controle de objetos sem realmente segurá -los, disse Pomerenk. Por exemplo, o estudo apresentou uma maneira relativamente simples de controlar a posição vertical de uma argola girando ao longo de um corpo sem agarrá -lo.
“Se você pode içar algo ou mover algo para baixo de maneira controlada, sem nunca segurá -lo em um sentido tradicional, isso pode ser útil em segurção robótica – por exemplo, segurando um ou vários itens, ou mesmo talvez no transporte de itens com eficiência verticalmente Em uma fábrica ou ambiente de construção “, disse Pomerenk.
