Hidrostática, Conservação da Energia e Saltos de Aranhas

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

SÉRIE DE TEXTOS: A FÍSICA NO DIA A DIA

AUTOR: Alexandre Medeiros

TÓPICO: PRINCÍPIO DE PASCAL + CONSERVAÇÃO DA ENERGIA

TÍTULO DO ARTIGO: Princípio de Pascal, Conservação da Energia e Saltos de Aranhas

Como as aranhas conseguem saltar tão longe?

É que o movimento das suas patas é em parte hidráulico. Isso significa que aumentando a pressão sanguínea, as aranhas podem esticar as patas de tal modo que a aranha saltadora consegue exercer uma força que a torna capaz de saltar vinte e cinco vezes o seu próprio comprimento. É como se um homem de 1,70m pudesse saltar fantásticos 42,5m com um simples impulso, sem nem ao menos correr.

A foto abaixo, tirada com o auxílio de um poderoso microscópio, mostra os detalhes das patas de uma aranha.

Observe-se que elas funcionam como canos cheios de um fluido. Isso revela-se claramente na foto ao lado, na qual as patas encontram-se achatadas devido ao vácuo existente na câmara do microscópio. Esse sistema hidráulico existente nas patas das aranhas é semelhante ao de uma prensa hidráulica ou mais precisamente ao de um freio hidráulico e assim o seu funcionamento é também regido pelo princípio de Pascal.

Este princípio físico afirma que as pressões nos líquidos são transmitidas por igual em todas as direções. Esta é razão pela qual surge um efeito multiplicativo em relação à força exercida. Dizer que as pressões são transmitidas por igual equivale a dizer que uma pequena força F₁ exercida pela aranha através de contração muscular e distribuída por uma área A₁ de seus vasos sanguíneos determina o surgimento, nestes mesmos vasos, de uma pressão P. Esta mesma pressão P, pelo princípio de Pascal, é transmitida a outros vasos sanguíneos bem mais largos de área A₂ localizados em suas patas. Isso gera o surgimento de uma força bem maior F₂ que impele a aranha a executar seu enorme salto.

 Observe-se, ainda, que para que este efeito multiplicativo da força exercida pela aranha ocorra é necessário que haja conservação da energia. Deste modo, o trabalho realizado pela pequena força exercida pela aranha ao impulsionar o seu sangue através dos seus estreitos vasos sanguíneos de seu sistema circulatório terá de ser igual ao trabalho realizado pela força bem maior surgida nos vasos sanguíneos de suas patas. Para que isto ocorra, os deslocamentos do sangue através dos vasos sanguíneos de suas patas e dos vasos do seu sistema circulatório deverão estar em proporção inversa ao do aumento da força obtido nas referidas patas.

PARA CITAR ESTA FONTE: Medeiros, Alexandre. Princípio de Pascal, Conservação da Energia e Saltos de Aranhas. Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.
http://alexandremedeirosfisicaastronomia.blogspot.com/2011/10/fisica-no-dia-dia012-hidrostatica.html. Acessado em 11 de Outubro de 2011. (atualizar a data)