É interessante notar como a Física faz parte de nosso cotidiano. As sensações de aceleração brusca e de ausência de peso nos proporcionam fortes emoções, que muitas vezes são exploradas nos parques de diversão. Nesses locais, muitas pessoas se submetem a grandes acelerações, como, por exemplo, quando estão na montanha-russa, e também quando estão no bungee jump, onde são colocadas em situações de queda livre, por um curto intervalo de tempo.
Situações de queda livre
Quando deixamos um objeto, ou um corpo qualquer, cair (queda livre), vemos que ele se direciona sempre para o centro da Terra com uma aceleração de 9,8 m/s2. Suponhamos que uma pessoa esteja dentro de um elevador cujo cabo arrebentou. Sendo assim, dizemos que a pessoa e o elevador se deslocam em direção ao solo sujeitos apenas à aceleração da gravidade g. O piso do elevador não exerce nenhuma força contra a pessoa.
Nessa situação, não existe nada sustentando o corpo: é como se ele estivesse flutuando dentro do elevador. Uma balança colocada no chão desse elevador acusaria peso igual a zero, já que ela também estaria caindo.
Situações com movimento circular
Para atingir grandes acelerações, em espaço limitado e intervalos longos, capazes de causar emoções fortes por pelo menos alguns minutos, precisamos usar o movimento circular. Uma aceleração de 2g por 1 minuto, por exemplo, em trajetória retilínea, leva a um deslocamento de 36 km e a uma velocidade de cerca de 330 km/h. Esses valores são facilmente obtidos se utilizarmos as equações que descrevem um movimento uniformemente variado.
v=v0+a.t
Ou seja, essa distância não cabe em um parque de diversão e a velocidade é muito alta. Com o movimento circular, por outro lado, é possível manter um objeto com aceleração (aceleração centrípeta) de 2g por tempo indeterminado, usando-se um espaço razoável e velocidades não muito elevadas.
Para obter uma aceleração de 20 m/s2, com uma trajetória circular de 5 m, a velocidade deverá ser de:
v2=20 .5
O “chapéu mexicano” é um exemplo de dispositivo com valores elevados de aceleração e velocidades e dimensões razoáveis. A montanha-russa combina diversos efeitos e tipos de aceleração, com queda livre, plano inclinado e movimento circular.
Ao longo do percurso no aparelho, as pessoas têm a sensação de diminuição de peso nas descidas, por estarem praticamente em queda livre. Quando fazem curvas fechadas na horizontal, estão em movimento circular, com acelerações grandes, tipicamente 2g a 3g.
Nas montanhas-russas com loopings, a sensação é de alta aceleração na parte inferior do loop e quase falta de peso na parte superior do loop