Como Vejo o Mundo

Albert Einstein · Capítulo 5 de 6

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Como Vejo o Mundo

Figura Ii

Depois desta experiência preliminar, analisemos a distribuição da velocidade na seção do curso d'água, ali onde se verifica a erosão. Por essa razão, representaremos primeiro de que modo a distribuição da velocidade (turbulência) se estabelece e se mantém em uma corrente. Com efeito, se a água calma de uma corrente fosse bruscamente posta em movimento pela intervenção de um impulso dinâmico acelerador e uniformemente distribuído, a distribuição da velocidade sobre a seção transversal continuaria a princípio uniforme. Mas, pouco a pouco, sob a ação da fricção das paredes, se estabeleceria uma distribuição de velocidade. Ela iria aumentando progressivamente, das paredes ao interior da seção da corrente. Uma perturbação estacionária (em grande maioria) da distribuição da velocidade sobre a seção transversal só se produziria de novo muito lentamente, sob a influência da fricção do líquido.

Deste modo a hidrodinâmica representa o fenômeno da instalação desta distribuição de velocidade. Numa distribuição metódica da corrente (corrente potencial) todos os filamentos redemoinhantes se concentram ao da parede. Separam-se dela, depois lentamente se deslocam para o interior da seção transversal da corrente, distribuindo-se por uma camada de espessura crescente. Por esta razão a diminuição da velocidade ao longo da parede decresce gradativamente. E sob a ação da fricção interior do líquido, os filamentos redemoinhantes no interior da seção transversal do líquido desaparecem lentamente e são substituídos por outros que se formam de novo ao longo da parede. Há assim uma distribuição de velocidade quase estacionária. Observemos um fato importante: a equivalência entre o estado de distribuição de velocidade e o de distribuição estacionária é um fenômeno lento. Isto explica que causas relativamente mínimas, mas de ação constante, podem influenciar em medida considerável a distribuição da velocidade sobre a seção transversal.

Podemos ir adiante. Analisemos que tipo de influência o movimento circular (Figura II), provocado por uma curva da água ou pela força de Coriolis, deve exercer sobre a distribuição da velocidade sobre a seção transversal do líquido. As partículas que se deslocam mais rapidamente são as mais afastadas das paredes, encontrando-se portanto na parte superior acima do centro do fundo. As partes líquidas mais rápidas são projetadas pelo movimento circular para a parede da direita. Ao invés, a parede da esquerda recebe água vinda da região perto do fundo e dotada de velocidade extremamente fraca. Por este motivo a erosão deve ser mais forte sobre o lado direito do que sobre o esquerdo. Esta explicação, convém notar, realça consideravelmente o seguinte fato: o movimento circular lento da água exerce enorme influência sobre a distribuição da velocidade porque o fenômeno do restabelecimento do equilíbrio entre as velocidades pela fricção interior (portanto contrária ao movimento circular) também se revela um fenômeno lento.

Compreendemos assim a causa da formação dos meandros. E com facilidade podemos deduzir algumas particularidades. Por exemplo, a erosão é não apenas relativamente importante sobre a parede da direita, mas também sobre a parte direita do fundo. Poder-se-á observar aí um perfil, logo que houver tendência a se formar (Figura III).

 

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