Por que cair de barriga na água dói tanto?

Por que cair de barriga na água pode doer? Um estudo publicado no periódico Journal of Fluid Mechanics na última segunda-feira (6) busca responder justamente essa questão. Os pesquisadores mencionam que se trata de uma física newtoniana simples — a água deve acelerar para alcançar a velocidade do que está caindo no ar, e quando isso acontece, a grande força de reação é enviada de volta para o que quer que esteja causando o impacto.

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Para o desenvolvimento do artigo, os cientistas passaram a questionar sobre o que acontece se o objeto que está impactando for flexível, de modo que, uma vez sentido a força, ele possa mudar de forma. A ideia da análise foi entender como isso muda a física e, mais importante ainda, as forças que são sentidas nessas estruturas.

O grupo descobriu que se o objeto é flexível, isso nem sempre reduz o pico da força de impacto, e na verdade também pode "aumentar a força em comparação com uma contraparte totalmente rígida". Para entender isso melhor, os cientistas usaram um equipamento de câmera e um sistema de sensores para filmar uma massa cilíndrica sendo lançada na água, e então mediram vários resultados sobre a carga estrutural do corpo.

Eles adicionaram um objeto macio ao corpo do cilindro, conhecido como impactor, com um sistema de molas flexíveis a esse cilindro. Na ocasião, perceberam que as molas (que agem em princípio de forma semelhante à suspensão de um carro) ajudam a suavizar o impacto, distribuindo a carga de impacto por um período mais longo.

A estratégia então foi apresentada como uma solução potencial para reduzir impactos por vezes catastróficos nas transições ar-água, mas poucas experiências analisaram de perto a mecânica e a física fundamentais envolvidas.

"Os resultados mostram que, embora a estratégia possa ser eficaz, surpreendentemente, nem sempre atenua o impacto. Na verdade, ao contrário do pensamento convencional, por vezes o sistema mais flexível pode aumentar a força máxima de impacto no corpo em comparação com uma estrutura totalmente rígida", diz um comunicado divulgado pela própria instituição responsável pelo estudo — a Brown University.

Os pesquisadores descobriram que as molas precisam ser macias o suficiente para absorver suavemente o impacto sem causar vibrações mais rápidas que aumentem a força geral.

Quanto aos nadadores que procuram diminuir a dor da queda de barriga, o segredo pode ser tentar amortecer o impacto das forças da batida, talvez com uma roupa de mergulho acolchoada ou algum tipo de material ou objeto com mola.

Por que a água fica "igual" concreto?

Em entrevista à NBC News, o professor Sonu Ahluwalia explicou que, embora a água pareça bastante macia quando estamos nela, quando você entra na água a uma certa velocidade, a superfície é, na verdade muito dura, como quando se mergulha de uma plataforma de 10 metros, a mais de 64 quilômetros por hora.

“Quando você bate na água, tem que 'quebrar' a água para entrar. Quando mergulha, abre a água com as mãos e não há problema. Mas se cair de barriga, a mesma superfície terá que quebrar a água para entrar nela, e toda essa força vai para o corpo. Não é como cair no concreto, mas é uma sensação semelhante”, apontou o pesquisador, na ocasião.

E já que estamos falando de física por aqui, por conta desse fenômeno que é a dor ao cair de barriga na água, talvez você goste de saber que espermatozoides quebram leis da física — mais precisamente a terceira lei de Newton. Em 2022, a ciência ainda permitiu ver que um novo estado da água pode ajudar a entender a formação de exoplanetas.

Fonte: Journal of Fluid Mechanics, Brown University, NBC News, MIT