É uma verdade científica tão universalmente reconhecida que é ensinada em salas de aula e repetida em vídeos de ciência popular: um ovo é mais forte quando deixado cair verticalmente, de cabeça para baixo. Mas quando os engenheiros do MIT realmente testaram essa suposição, eles fizeram uma revelação surpreendente. 

Seus experimentos revelaram que ovos caídos de lado — e não de ponta — são muito mais resistentes, graças a um truque inteligente da física: ovos caídos de lado se dobram como amortecedores, trocando a rigidez por uma absorção superior de energia. Suas descobertas de acesso aberto, publicadas hoje na Communications Physics , não apenas reescrevem as regras do clássico desafio da queda de ovos — elas são uma lição de humildade intelectual e curiosidade. Mesmo a ciência "estabelecida" pode produzir surpresas quando abordada com rigor e mente aberta.

À primeira vista, uma casca de ovo pode parecer frágil, mas sua resistência é uma maravilha da física. Quebre um ovo de lado para sua omelete matinal e ele se quebra facilmente. Intuitivamente, acreditamos que os ovos são mais difíceis de quebrar quando posicionados verticalmente. Essa noção tem sido, há muito tempo, a base do clássico "desafio da queda do ovo", uma atividade científica popular em salas de aula de STEM em todo o país que apresenta aos alunos conceitos físicos de impacto, força, energia cinética e projeto de engenharia.

A competição anual de queda de ovos é um dos destaques da orientação dos calouros do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental do MIT. "Todos os anos, seguimos a literatura científica e conversamos com os alunos sobre como posicionar o ovo para evitar que se quebre com o impacto", diz Tal Cohen, professor associado de engenharia civil e ambiental e engenharia mecânica. "Mas, há cerca de três anos, começamos a questionar se a vertical realmente é mais forte." 

Essa curiosidade desencadeou um experimento inicial do grupo de pesquisa de Cohen, que lidera o evento de lançamento de ovos do departamento. Eles decidiram testar a caixa de ovos restante em laboratório. "Esperávamos confirmar que o lado vertical era mais resistente com base no que tínhamos lido online", diz Cohen. "Mas, quando analisamos os dados, não ficou muito claro."

O que começou como uma investigação casual evoluiu para um projeto de pesquisa. Para investigar rigorosamente a resistência de ambas as orientações do ovo, os pesquisadores conduziram dois tipos de experimentos: testes de compressão estática, que aplicavam uma força gradualmente crescente para medir a rigidez e a tenacidade; e testes de queda dinâmica, para quantificar a probabilidade de quebra no impacto.

“No teste estático, queríamos manter um ovo parado e pressioná-lo até que ele quebrasse”, explica Avishai Jeselsohn, pesquisador de graduação e um dos autores do estudo. “Usamos suportes finos de papel para orientar os ovos com precisão na vertical e na horizontal.”

O que os pesquisadores descobriram foi que era necessária a mesma quantidade de força para iniciar uma rachadura em ambas as orientações. "No entanto, notamos uma diferença fundamental na compressão do ovo antes de se quebrar", diz Joseph Bonavia, doutorando que contribuiu para o trabalho. "O ovo horizontal se comprimia mais sob a mesma quantidade de força, o que significa que era mais flexível."

Utilizando modelagem mecânica e simulações numéricas para validar os resultados de seus experimentos, os pesquisadores concluíram que, embora a força para quebrar o ovo fosse constante, os ovos horizontais absorviam mais energia devido à sua flexibilidade. "Isso sugeriu que, em situações em que a absorção de energia é importante, como em uma queda, a orientação horizontal pode ser mais resiliente. Em seguida, realizamos os testes de queda dinâmica para verificar se isso se aplicava na prática", diz Jeselsohn.

Os pesquisadores projetaram uma configuração de queda usando solenoides e suportes impressos em 3D, garantindo a liberação simultânea e a orientação consistente dos ovos. Os ovos foram lançados de várias alturas para observar os padrões de quebra. O resultado: ovos horizontais quebraram com menos frequência quando lançados da mesma altura.

"Isso confirmou o que vimos nos testes estáticos", diz Jeselsohn. "Embora ambas as orientações tenham apresentado picos de força semelhantes, os ovos horizontais absorveram melhor a energia e foram mais resistentes à quebra."

O estudo revela um equívoco na ciência popular a respeito da resistência de um ovo quando submetido a impacto. Até mesmo pesquisadores experientes em mecânica da fratura presumiram inicialmente que ovos com orientação vertical seriam mais fortes. "É uma crença amplamente difundida e aceita, referenciada em muitas fontes online", observa Jeselsohn.

A experiência cotidiana pode reforçar esse equív\54oco. Afinal, frequentemente quebramos os ovos de lado ao cozinhar. "Mas isso não é o mesmo que resistir ao impacto", explica Brendan Unikewicz, doutorando e autor do artigo. "Quebrar um ovo para cozinhar envolve aplicar uma força concentrada localmente para quebrá-lo completamente e recuperar a gema, enquanto sua resistência à quebra por uma gota envolve distribuir e absorver energia pela casca."

A diferença é sutil, mas significativa. Um ovo orientado verticalmente, embora mais rígido, é mais quebradiço sob uma força repentina. Um ovo horizontal, sendo mais flexível, curva-se e absorve energia a uma distância maior — semelhante a como dobrar os joelhos durante uma queda amortece o impacto.

Os resultados da pesquisa oferecem mais do que apenas insights sobre o comportamento dos ovos — eles ressaltam um princípio científico mais amplo: que “verdades” amplamente aceitas valem a pena ser reexaminadas.

"É ótimo ver um exemplo de 'sabedoria recebida' sendo testado cientificamente e se mostrando incorreto. Existem muitos exemplos assim na literatura científica, e isso é um problema real em algumas áreas, pois pode ser difícil obter financiamento para contestar uma teoria existente e 'bem conhecida'", diz David Taylor, professor emérito do Departamento de Engenharia Mecânica, de Manufatura e Biomédica do Trinity College Dublin, que não participou do estudo.

Os autores esperam que suas descobertas encorajem os jovens a permanecerem curiosos e a reconhecerem o quanto ainda há a ser descoberto no mundo físico.

“Nosso artigo é um lembrete da importância de desafiar noções comuns e confiar em evidências empíricas, em vez da intuição”, diz Cohen. “Esperamos que nosso trabalho inspire os alunos a permanecerem curiosos, questionarem até mesmo as suposições mais familiares e continuarem a pensar criticamente sobre o mundo físico ao seu redor. É isso que buscamos fazer em nosso grupo — desafiar constantemente o que nos é ensinado por meio de uma investigação cuidadosa.”

Além de Cohen, que atua como autor sênior do artigo, os coautores incluem os autores principais Antony Sutanto, MEng '24, e Suhib Abu-Qbeitah, pós-doutorado na Universidade de Tel Aviv, bem como os seguintes afiliados do MIT: Avishai Jeselsohn, estudante de graduação em engenharia mecânica; Brendan Unikewicz, doutorando em engenharia mecânica; Joseph Bonavia, doutorando em engenharia mecânica; Stephen Rudolph, instrutor de laboratório em engenharia civil e ambiental; Hudson Borja da Rocha, pós-doutorado em engenharia civil e ambiental do MIT; e Kiana Naghibzadeh, bolsista de pós-doutorado de excelência em engenharia civil e ambiental. A pesquisa foi financiada pelo Escritório de Pesquisa Naval dos EUA com o apoio da Fundação Nacional de Ciências dos EUA.