Mecânica

Sacolejos científicos mostram como encher ao máximo uma caixa

Redação do Site Inovação Tecnológica - 12/05/2010

Sacolejos científicos mostram como encher ao máximo uma caixa
Dados tetraédricos têm quadro faces triangulares. Quando esses dados são postos aleatoriamente em uma caixa eles se ajustam de forma mais densa do que qualquer outro formato já estudado até hoje.[Imagem: Jaoshvili et al.]

Problemas de empacotamento

Se você tiver somente uma caixa e quiser enchê-la o mais possível com objetos, então é melhor escolher dados tetraédricos.

Físicos das universidades de Nova Iorque e Virgínia, ambas nos Estados Unidos, descobriram que dados tetraédricos - dados com quatro lados triangulares - se aglomeram mais densamente do que qualquer outro formato já testado.

Sacolejos científicos

Esses "problemas de empacotamento", que podem auxiliar a indústria a fazer cortes e pacotes perfeitos, também podem ajudar a entender o risco de deslizamentos de encostas ensopadas pela água da chuva, o fluxo de soja pelos porões de um navio e até o adensamento das memórias magnéticas dos computadores.

A revelação é o resultado de uma série de experimentos que consiste em colocar os dados tetraédricos dentro de uma caixa, sacudi-la para que eles se acomodem, acrescentar mais dados, sacudir de novo e assim por diante, numa sequência de adições e sacolejos até que a caixa fique completamente cheia, sem caber nem mais um dado.

Embora fosse possível calcular a área preenchida pelos dados a partir de seu volume individual, há uma forma muito mais simples: encher os espaços vazios com água.

Adensamento máximo

Enquanto experiências similares demonstram que esferas são capazes de preencher até 64% do volume da caixa, os dados tetraédricos alcançaram um nível de preenchimento de 76%, o mais alto já obtido com todos os formatos já experimentados até hoje.

A seguir, os cientistas tiraram imagens da caixa utilizando ressonância magnética, o que permitiu confirmar o dado básico do preenchimento e coletar informações que ajudarão em pesquisas de embalagens de produtos.

Bibliografia:

Experiments on the Random Packing of Tetrahedral Dice
Alexander Jaoshvili, Andria Esakia, Massimo Porrati, Paul M. Chaikin
Physical Review Letters
7 MAY 2010
Vol.: 104, 185501 (2010)
DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.185501
Outras notícias sobre:

Mais Temas