Oito maneiras pelas quais o mundo armazena e libera uma mola

Quando Robert Hooke descobriu que a força de uma mola cresce na proporção do quanto você a estica, ele não estava pronto para compartilhar isso. Em 1676 ele publicou apenas o anagrama latino embaralhado ceiiinosssttuv para reivindicar a descoberta e manter os rivais de fora. Dois anos depois, em 1678, ele o decifrou como ut tensio, sic vis, que significa tal a extensão, tal a força. Essa regra simples, a força é igual à rigidez vezes o estiramento, ainda fundamenta o projeto de quase toda mola feita hoje.

Muito antes das molas de aço, engenheiros gregos e romanos alimentavam suas catapultas de torção com meadas de tendão animal e cabelo fortemente torcidos, enroladas em torno de uma armação. Puxar os braços para trás torcia esses feixes como uma toalha espremida, armazenando energia elástica que disparava o braço de arremesso para a frente. Autores como Vitrúvio valorizavam o cabelo humano, sobretudo o das mulheres, por sua elasticidade, e as cordas eram untadas com óleo para mantê-las flexíveis. A partir do século IV a.C., tais máquinas arremessavam pedras a mais de 300 metros.

A maioria das molas puxa com mais força quanto mais você as estica, mas uma mola de força constante quebra essa regra. É uma fita plana de aço para molas, pré-tensionada e enrolada bem apertada em um rolo, com cada volta apoiada sobre a de dentro. Ao puxar a fita, apenas a pequena curva onde ela deixa o rolo muda, e como esse raio de curvatura permanece o mesmo, a força de resistência também. Depois de desenrolar cerca de 1,25 vez o diâmetro do seu rolo, ela mantém uma tração quase constante até o fim, e é por isso que aciona trenas e retratores.

Os insetos saltadores não dependem apenas da velocidade dos músculos. Eles armazenam energia na resilina, uma proteína parecida com borracha integrada ao seu exoesqueleto e um dos materiais mais elásticos que se conhece. Quando uma cigarrinha tensiona lentamente as pernas, ela dobra um composto de cutícula rígida e resilina como um arco retesado, e então solta a trava. A resilina devolve a energia armazenada quase perfeitamente, perdendo menos de 5 por cento mesmo quando flexionada cerca de 200 vezes por segundo, muito melhor que a maioria das borrachas sintéticas, o que permite a esses insetos disparar num piscar de olhos.

A cigarrinha, um inseto sugador de seiva com apenas seis milímetros de comprimento, é o saltador mais potente já medido. Filmada a 2.000 quadros por segundo por um biólogo de Cambridge em 2003, foi flagrada armando lentamente uma catapulta de cutícula rígida e resilina e então liberando-a tão rápido que a decolagem submete seu corpo minúsculo a cerca de 400 vezes a força da gravidade. Ela sobe mais de 60 centímetros na vertical, o dobro da altura da pulga que destronou como campeã saltadora da natureza.

Vire um besouro-estalo de costas e ele se reendireita com um estalo audível e um salto, sem usar as pernas. Um pino em sua parte inferior se prende contra uma borda enquanto os músculos carregam lentamente de energia elástica uma dobradiça flexível no seu tórax. Quando a trava se solta, o corpo dispara de repente e se arqueia, lançando o besouro pelo ar. Estudos de raios X de alta velocidade mostram que a manobra atinge mais de 300 vezes a força da gravidade, tudo a partir de uma mola embutida no próprio meio do corpo do inseto.

A formiga-armadilha mantém suas enormes mandíbulas escancaradas, presas por uma trava interna enquanto o músculo de fechamento acumula lentamente energia elástica na cutícula da mandíbula. Um toque em seus pelos-gatilho libera a trava, e as mandíbulas fecham-se de golpe em cerca de 130 microssegundos, atingindo velocidades próximas de 230 quilômetros por hora e acelerações de cerca de 100.000 vezes a gravidade. A formiga pode até disparar as mandíbulas contra o chão para se lançar no ar, escapando do perigo com uma mordida acionada por mola.