Três palitos de fósforo sustentam uma garrafa com água? Entenda o experimento e saiba como ele pode cair no vestibular

Vídeos que mostram a experiência sempre deixam internautas curiosos. Mas explicação é científica e até já apareceu em vestibulares. Veja como isso é possível. Estática: a ‘mágica’ que permite que uma garrafa de água fique pendurada por palitos
Como três palitos de fósforos e uma corda podem equilibrar o peso de uma garrafa com água? Vídeos que mostram esse “mistério” sempre surgem nas redes sociais e deixam muita gente se perguntando: isso é real ou não passa de um truque?
O g1 consultou professores de física que explicaram que sim, é real! E tudo isso se deve a um conceito físico chamado estática.
💡 Esse campo da física faz parte da mecânica e estuda o equilíbrio de corpos e objetos. Simplificando um pouco, o estudo desse campo defende que objetos com massas e tamanhos diferentes podem ficar em equilíbrio nas condições ideais.
É essa lógica que permite, por exemplo, que duas pessoas de pesos diferentes fiquem em perfeito equilíbrio em uma gangorra (veja a explicação no final dessa reportagem).
Além disso, a estática também aparece no cotidiano de outras maneiras quase imperceptíveis, especialmente na engenharia e na arquitetura.
Como outros conceitos da física, essa área também envolve fórmulas e pode ser cobrada em vestibulares (veja mais abaixo).
Experimento físico mostra como uma garrafa com água pode ser mantida suspensa por palitos de fósforo.
Rafael Leal/g1
🤔 Desvendando o experimento
Talvez seja difícil entender como os fósforos e o cordão conseguem equilibrar o peso da garrafa sem a necessidade de outro peso para manter toda a estrutura no lugar. Isso acontece porque, de maneira lógica, o cérebro entende que são necessárias duas forças para que o equilíbrio seja possível.
“Carlinhos” Carlos Marmo, professor de física do Curso Anglo, explica que, se um objeto (a garrafa) faz força para baixo por causa de seu peso, é preciso uma outra força para que ele não continue caindo.
O que muita gente não percebe é que essa outra força está presente na estrutura de uma maneira sutil. O palito na vertical que interliga os outros dois na horizontal está fazendo uma força para cima, em contraponto ao peso da garrafa.
Detalhamento do experimento da garrafa com água suspensa por palitos de fósforos.
Juan Silva/g1
Agora, talvez você se pergunte: “O fósforo tem capacidade de fazer uma força igual a da farrafa para que ela não caia? O palito não quebra?”.
Sim, o palito pode se partir, mas isso acontece principalmente pelo modo como ele foi fabricado e qualidade do material utilizado, e não necessariamente por ser fino ou de madeira. Durante a preparação para gravação final do experimento do g1 (no vídeo mais acima), por exemplo, pelo menos três palitos foram quebrados.
“De todo modo, madeira é um material de grande resistência mecânica (três vezes mais resistente à compressão que concreto comum)”, continua o professor Carlinhos. Ou seja, o material tem, sim, capacidade de retardar e até impedir a queda da garrafa.
Além disso, Enio Kaufmann, professor de física do colégio Unificado de Porto Alegre (RS), explica que a força feita pelo palito não é igual à da garrafa, mas é equivalente. Segundo ele, é preciso pensar na estrutura como todo, inclusive na mesa onde o palito da base está apoiado.
A estrutura montada com os palitos e o cordão funciona como uma continuação da mesa. Dessa forma, por mais que pareça que os palitos que estão equilibrando o peso da garrafa, é a mesa que proporciona a firmeza necessária para que a garrafa permaneça pendurada. A mesa também absorve boa parte da força feita pelo peso, então apenas uma parte dela está sobre os palitos.
Graças a tudo isso, o peso da garrafa fica bem distribuído e a experiência é possível.
📖 Estática nos vestibulares
Conhecimentos de estática podem ser cobrados em vestibulares. Inclusive, este mesmo experimento já apareceu na primeira fase da Fuvest em 2021.
A questão pedia para o estudante sinalizar a relação necessária entre o peso da garrafa e a força feita pelo palito para que a estrutura se mantivesse firme. Para chegar ao resultado correto, era preciso entender também a relação do ângulo e das distâncias formados pela estrutura.
Questão da Fuvest de 2021 sobre estática usava exemplo do experimento da garrafa.
Reprodução
Carlinhos Marma explica que a pergunta não parece uma pegadinha para quem já está familiarizado com o tema, apesar de as alternativas confundir quem não conhece o assunto.
“A mecânica da estática usa alguns termos específicos, como momento ou toque, centro de massa e centro de gravidade, alavanca, entre outros. Para explicar todos esses conceitos e exemplificar suas fórmulas, seriam necessárias duas aulas de 40 minutos cada”, brinca ele.
Ainda assim, ele diz que a resposta correta era a A, e explica que a lógica de resolução da questão.
“O peso P é grande, porque é o peso da garrafa de água. No entanto, o seu braço de alavanca é pequeno (distância D até o ponto de apoio A). Já o braço de alavanca da força F é grande (distância L até o ponto de apoio A). Por isso, a força F é pouco intensa.” Portanto, há um equilíbrio entre entre as forças e respectivas distâncias.
É igual ao conceito de uma gangorra. Se uma pessoa mais pesada se senta em um dos lados, e uma pessoa mais leve se senta do outro, claramente a gangorra vai ceder sob o maior peso. Mas se essa gangorra é mais extensa do lado que a pessoa mais leve vai sentar, de maneira proporcional à diferença do peso dessas duas pessoas, haverá um equilíbrio perfeito entre os dois lados.
É igual ao conceito de uma gangorra. Se uma pessoa mais pesada senta em um dos lados, e uma pessoa mais leve senta do outro, claramente a gangorra vai ceder sob o maior peso. Mas se essa gangorra é mais extensa do lado que a pessoa mais leve vai sentar, de maneira proporcional à diferença do peso dessas duas pessoas, haverá um equilíbrio perfeito entre os dois lados.
Para os professores, estes exemplos abrangem uma lógica que fica mais clara confirme o estudante toma conhecimento sobre estática. Mas deixam claro que cada conceito dentro deste assunto tem sua própria fórmula, e que os vestibulares também podem cobrar a resolução de cálculos quando necessário.
VÍDEOS DE EDUCAÇÃO