Como fazer spinner girar mais tempo? Física explica e ajuda a escolher novo

Você provavelmente já viu alguém manuseando este brinquedo, composto basicamente por quatro esferas --uma no meio e outras três ligadas a esta esfera central-- e que gira como uma hélice quando impulsionado em um movimento de rotação. Trata-se do fidget spinner ou, simplesmente, spinner.

Se por um lado, há quem afirme que ele possa ter utilidades terapêuticas, sendo usado em tratamento para crianças autistas, hiperativas ou com déficit de atenção, existem países, como a Alemanha, onde o brinquedo foi proibido, por ser considerado perigoso.

Mas como ele funciona? A física explica seu funcionamento e como é possível escolher o melhor brinquedo para girá-lo por mais tempo.

Por que ele gira tanto tempo?

É a inércia que explica o movimento do brinquedo, explica Amanda de Souza, professora de física no Colégio Poliedro. Segundo a primeira lei de Newton, um corpo tem a tendência de manter seu estado anterior, de movimento ou de repouso, a menos que uma força externa seja aplicada a ele.

Ou seja, se não houver atrito, não há dissipação de energia e este movimento ocorrerá ininterruptamente, já que não há uma força externa agindo.

O baixo atrito entre os rolamentos do brinquedo, o anel externo e o anel interno, então, explica porque o brinquedo gira por tanto tempo, mesmo que haja pouco impulso.

"Entre os anéis, há umas bolinhas de metal. Elas limitam, diminuem essa superfície de contato entre estes anéis e consequentemente diminuem a força de atrito", diz Souza. "O baixo atrito explica porque ele gira bastante sem precisar de impulso extra".

E como fazer ele girar mais tempo em equilíbrio?

"Quanto mais longas forem essas hélices e quanto mais concentrada na ponta da hélice estiver a minha massa, maior vai ser tempo de giro e maior vai ser a estabilidade dele. O momento angular vai ser maior", afirma Souza. 

Quanto maior for a velocidade de giro de um sistema, maior será sua estabilidade. Isso explica não só porque os spinners ficam estáveis quando estão girando, mas também o funcionamento das bicicletas.

"É a melhor analogia. É muito mais fácil eu me equilibrar em uma bicicleta em movimento do que em uma bicicleta parada", diz Souza.

Cabe ressaltar que este elevado momento de inércia ocorre por conta da grande concentração de massa nas extremidades das esferas periféricas do brinquedo –o raio dele é o outro fator envolvido na medição desta grandeza física.

Esta dificuldade de inclinar o spinner quando ele está girando ocorre por conta do alto momento angular implicado aí. E quanto mais rápido, mais estável.

Luzes para um lado e spinner para o outro

Alguns spinners contêm luzes que piscam nas esferas periféricas. Isso faz com que, quando há a rotação do brinquedo, uma ilusão de ótica ocorra: há a sensação de que as luzes se “movam” em direção oposta àquela em que as esferas vão, ou se “desloquem” na mesma direção das esferas, mas em uma velocidade maior.

Isso é chamado de efeito estroboscópico. Mas por que esse fenômeno ocorre?

As lâmpadas fluorescentes piscam muito rapidamente. Se a velocidade em que elas piscam for exatamente a mesma em que o spinner gira, o indivíduo terá a sensação de que luz está “parada”.

Mas se ele piscar em uma frequência menor ou maior do que o giro do brinquedo, vai parecer que a luz está indo para um lado ou para o outro.

“É uma ilusão de ótica, a gente percebe esse efeito, também, nas rodas dos carros, quando ela está girando para frente. Por causa dessa velocidade, você tem a sensação de que ela está girando em outro sentido”, afirma Souza.