de
Donald Simanek - Traduzido com sua gentil
permissão
Rodas Desequilibradas
 O
primeiro dispositivo de movimento perpétuo
documentada foi descrita pelo autor indiano
Bhaskara no século 11. Era uma roda com
recipientes de mercúrio ao longo da borda.
Enquanto a roda girava, o mercúrio deveria se
mover dentro dos recipientes de forma que a roda
sempre estaria mais pesada de um lado do eixo.
Esta imagem animada gira bem e perpetuamente,
mas nós podemos estar certos de que a roda de
Bhaskara diminuía de velocidade e parava. [GIF
animado desenhado por Hans-Peter Gramatke, usado
com permissão.]
Essa idéia aparece novamente na Europa no ano 1235 quando o arquiteto francês
Villard de Honnecort descreveu uma roda desequilibrada com martelos articulados
igualmente espaçados ao longo de sua borda. A imagem mostra perspectiva ambígua.
A roda na verdade deveria estar perpendicular ao suporte e ao eixo horizontal. A
descrição de Honnecort (traduzida) é:
Há muito tempo trabalhadores habilidosos tentam projetar uma roda que
giraria sozinha; aqui está um modo de contruir uma, através de um número
ímpar de martelos, ou por mercúrio..
Enquanto a roda girava, cada martelo se
deslocava para uma nova posição depois que
passava pelo topo da roda. Pensava-se que essa
transferência de massa (ou talvez o impulso
devido ao movimento rápido) deveria dar a força
que manteria o movimento da roda e forneceria
energia motirz extra para outros fins. Honnecort
afirmou que este dispositivo seria útil para
cortar madeira e levantar pesos. Não era.
O diagrama de Honnecort não é muito claro, e não podemos estar certos de que
princípio ele pensava que deveria fazê-la funcionar. Tinha sete martelos, e
Honnecort insistiu em um número ímpar de martelos. Teria ele suposto que quando
a roda girava sempre haveria um martelo a mais em um lado que no outro? Teria
suposto que cada martelo daria um impulso quando caía? Mas quer o número de
martelos seja par ou ímpar, tal tipo de roda logo deve parar de girar.
A referência de Honnecort indica que ele conhecia o dispositivo de Bhaskara,
cujo desenho alcançou a Europa.
 Esta
idéia de "roda desquilibrada" reapareceu em um variedade impressionante de
formas ao longo dos séculos. Nós mostramos um diagrama melhor de época
posterior. Um sistema de cavilhas era requerido para manter os martelos à maior
distância do eixo depois que eles se deslocavam no topo e permitia que pendessem
livres quando vinham ao outro lado. Talvez o raciocínio fosse de que as bolas
tivessem mais momento (ou inércia) em um lado devido aos braços maiores
(ainda que os princípios do torque ainda não tivessem sido formalizados na
época).
Ainda que haja menos bolas em um lado do eixo em uma dada posiçao, estas têm
braços maiores e portanto torque maior. Enquanto um martelo se desloca no topo
da roda, ela diminui de velocidade quando o martelo cai, e então ganha alguma
velocidade quando ele atinge a cavilha. Não há nenhum ganho total de velocidade,
e há energia irreversivelmente perdida quando o martelo atinge a cavilha. Se
receber algum impulso, a roda gira aos solavancos por algum tempo. Se receber um
empurrão inicial bem forte, os martelos assumirão posição radial e a roda girará
de forma muito mais suave e eficiente, mas gradualmente perderá velocidade e
energia rotacional por causa da resistência do ar e fricção dos rolamentos,
assim como qualquer outra roda faria.
Nós temos na maior parte relatos de segunda mão do entendimento dos
princípios deste dispositivo. Contudo, eu não penso que as pessoas que ficaram
fascinadas com esta idéia estavam desavisadas da condição de equilíbrio estático
da roda. Eu especulo que eles supunham que a roda só giraria depois que fosse
colocada em movimento manualmente, com os martelos dando um impulso extra
enquanto se deslocavam rapidamente depois do topo, talvez (eles podem ter
pensado) isto era devido a alguma "vantagem" obtida do movimento de cada peso
passando a uma posição com um braço de alavanca maior.
 Esta ação de
mudança rápida de posição é parecida com a de um estinlingue que dá a uma pessoa
a habilidade de jogar uma pedra a distância maior, ou à catapulta de cerco
conhecida como Trebuchet. Honnecort escreveu sobre essas máquinas de guerra,
descrevendo uma com uma caixa de areia de 8x12x12 pés como contrapeso (que
poderia pesar 80 toneladas). Algumas tinham braços de 50 pés de comprimento e
podiam lançar uma pedra de 300 libras a 300 jardas. Esta conexão a estilingues e
Tribuchets é especulação de minha parte, sem fundação em qualquer estudo
histórico que tenha visto.
Ainda que a ação de um Trebuchet permita uma eficiência maior de
conversão de energia comparada a uma catapulta de braço rígido, o dispositivo
ainda não fornece mais energia do que a do peso caindo que a move. Trebuchets
modernos (construídos por hobbistas) atingiram eficiências de conversão de
energia maiores que 65%.
A idéia da roda desequilibrada foi reinventada muitas vezes ao longo dos
séculos, às vezes em variações fantasticamente elaboradas. Nenhuma jamais
funcionou como seus inventores esperavam. Mas a esperança nunca morre. Já vi
exemplos feitos por ferreiros do interior e inventores de porâo. A mecânica
clássica necessária para analisar tais sistemas mecânicos é agora bem conhecida,
e quando uma pessoa se dá o trabalho de fazer isso não há nenhum mistério no
porquê delas não girarem eternamente, e nenhuma razão por que deveriam.
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