Elevador: uma máquina de emagrecer e engordar

Se você mora num prédio com elevador, faça a seguinte experiência: leve para o elevador uma balança de banheiro, daquelas em que a gente fica em pé em cima e vê num mostrador quantos quilos a gente está pesando. Suba na balança e observe quanto está marcando. A seguir, aperte o botão do térreo e veja o que acontece com o valor em quilogramas mostrado na balança.

Diminuiu por um instante e depois voltou praticamente ao valor anterior, certo? Sim, sim, é muito estranho: até parece que descer de elevador fez você emagrecer por alguns instantes!

Experimente levar uma balança para o elevador e veja como os números do mostrador variam com os movimentos de subida e descida (Foto: Amendoas / Flickr)

Está com a pulga atrás da orelha? Pois se prepare para a segunda parte do experimento: repare o que acontece quando o elevador começa a frear para chegar no térreo. Hum… Agora parece que você engordou por um momento, até seu peso voltar mais ou menos ao que era quando o elevador realmente parou.

A mesma coisa acontece quando você aperta agora o botão do seu andar e o elevador
sobe. Assim que ele começa a subir, você parece pesar mais, e, quando ele está parando para chegar ao seu andar, você parece pesar menos.

Para entender como isso acontece é preciso entender a diferença entre massa e peso, e também o funcionamento da balança.

A sua massa é uma medida da quantidade de matéria que existe no seu corpo, ou ainda uma medida do quão difícil é colocar você em movimento (ou parar você). Já o seu peso é a força com que a Terra atrai você para baixo, na direção do chão.

O peso e a massa estão relacionados. Quanto maior a sua massa, maior a força com que a Terra atrai você para baixo, e é esta força que empurra a mola da balança, fazendo girar o ponteiro (ou o sensor do mostrador eletrônico) que marca quantos quilogramas de massa você tem.

Detalhe importante: a força peso que atrai você em direção à Terra é contrabalançada pela força que a superfície da balança faz em você, sustentando-o de pé em cima dela. Trocando em miúdos, a mola da balança empurra a plataforma onde você pisa, que, por sua vez, empurra o seu pé.

A balança, entretanto, é calibrada na fábrica para funcionar no banheiro, parada. Já no elevador, a força com que a balança empurra seu pé não é sempre a mesma: ela muda quando o elevador entra em movimento e quando ele está prestes a parar. Então a balança acha que seu peso mudou e marca um valor diferente para sua massa.

Quando o elevador começa a descer, a força que a balança faz em você (seta vermelha) é menor do que o seu peso (seta verde) – essa diferença coloca você em movimento para baixo. Quando o elevador começa a subir, acontece o contrário

Quando o elevador começa a descer, e você e a balança junto com ele, a força que a balança faz em você não precisa contrabalançar o seu peso, porque para começar a descer é preciso justamente que haja uma força puxando você para baixo. Nesse momento, a força que a balança faz em você (para cima) é menor do que o seu peso – essa diferença coloca você em movimento para baixo. Isso fica evidente quando você olha para o marcador da balança e vê que ele está marcando um valor menor para a sua massa.

O oposto ocorre quando você está parado no térreo e aperta o botão do seu andar. O elevador, com você e a balança juntos, começa a subir, e para que isso aconteça é preciso que a força que a balança faz em você (para cima) seja maior do que o seu peso – agora a diferença coloca você em movimento para cima. Do contrário, você não subiria, certo? Isso ficará evidente pelo valor maior marcado na balança.

Agora, se você é observador e acompanhou a experiência até aqui deve estar com uma pergunta na cabeça: por que o valor marcado pela balança só fica diferente durante alguns instantes, na hora em que o elevador começa a descer ou a subir, e não ao longo de todo o tempo em que ele passa descendo ou subindo? Esta é uma excelente pergunta, e a resposta a ela levou a uma das descobertas mais revolucionárias da história da Física. Pense a respeito!

Matéria publicada em 22.07.2011

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Beto Pimentel

O autor da coluna A aventura da física é apaixonado por essa ciência desde garoto. Hoje, curte também dar aulas e fazer atividades criativas em contato com a natureza e com as outras pessoas.

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