As imagens captadas pela super câmera registram o exato momento da explosão dos cacos de vidro e como a tensão de ruptura se propaga por toda a superfície do material.
Utilizando uma câmera de precisão (ou câmera de alta velocidade), o canal do YouTube Smarter Every Day realizou um experimento para mostrar um fenômeno muito curioso conhecido como “Gota do Príncipe Rupert”.
A experiência é, na verdade, uma forma artesanal de se demonstrar o processo de um vidro temperado estourando em milhares de fragmentos. As imagens captadas pela super câmera lenta registram o exato momento da explosão dos cacos de vidro e como a tensão de ruptura se propaga por toda a superfície do material.
Para realizar o fenômeno, Destin, um dos autores do canal, se encontrou com Cal Breed, co-fundador da Orbix Hot Glass, uma empresa norte-americana especializada em vidro soprado. Juntos, eles aqueceram um pedaço de vidro em forma de gota e, em seguida, o resfriaram bruscamente em um balde com água fria.
Este simples processo gera algumas propriedades mecânicas interessantes, transformando a simples gota em uma espécie de vidro energizado, muito parecido com o que acontece com o vidro temperado.
Por ser mal condutor de calor, o vidro temperado esfria mais rápido na superfície e mantém calor na parte interna. Com o passar de algumas horas, esse calor se transforma em energia, armazenada dentro do material. Quando ele sofre alguma ruptura, a energia é liberada por igual, gerando cacos de vidro homogêneos.
E foi o que aconteceu, após resfriar a gota de vidro, Breed utilizou um martelo para estourar a peça. Mas a super câmera lenta mostra que não é bem assim que acontece. Após ser acertada pelo martelo, ela continua inteira, explodindo em seguida – se desmanchando em milhares de estilhaços.
O interessante vem em seguida: as imagens em super slow motion revelam que, como previsto, não foi o martelo que fez a gota explodir – e sim a tensão de ruptura se propagando da “cauda da gota” (que foi torcida pela mão de Breed) em direção à outra extremidade (cabeça da gota).
Esse é o segredo deste fenômeno: assim como nos vidros temperados, que são mais frágeis em suas quinas e bordas, a gota de vidro temperado possui toda a sua fragilidade concentrada na “cauda”, ou seja, basta um simples stress em sua superfície para toda a peça explodir.
Destin mostra a explosão em várias velocidades, como 3.000 quadros por segundo (frames por segundo, ou fps) e 100.000 fps, nas quais podemos ver claramente o processo da chamada “Gota do Príncipe Rupert”. Ao gravar a explosão a 130.000 fps, Destin consegue até calcular a velocidade com que isso ocorre: cerca de 1.658 metros por segundo.
Fonte: HypeScience