O que faz o avião se manter no ar



O que faz um avião se manter no ar


Já se perguntou como um avião Boeing que pesa 396.000 kg consegue voar? como ele voa a altitudes incríveis? 


O homem sempre admirou os pássaros voando e suas habilidades técnicas naturais , com o passar do tempo os cientistas foram estudando e aperfeiçoando a busca por técnicas para voar. O ilustre cientista Leonardo da Vinci pesquisou a anatomia dos pássaros e obteve resultados de como funcionavam os mecanismos das asas dos pássaros. Após anos o brasileiro Alberto Santos Dumont obteve sucesso com seu avião , 14-Bis, que era uma aeronave biplano  , conseguindo voar por alguns metros. Após esse episódio a aviação não parou de avançar.
Um  Boeing B-747-400 ,com capacidade para 840 pessoas, tem um peso de aproximadamente 396.000 kg e chega a incrível velocidade de 916 km/h, velocidade de cruzeiro.

Assista a reportagem completa do globo ciência:













Fundamento físicos

O principal obstáculo para os primeiros aviões foi o próprio peso, devido a baixa tecnologia aerodinâmica e motores sem a potência adequada,
O ar é o grande responsável por manter o avião no ar,  pás , turbinas , flaps,  spoilers,  leme, a aerodinâmica foi fundamental para alavancar a aviação.
As grandezas vetoriais e escalares estão presentes neste assunto, sendo as forças, todas vetoriais, incluindo as velocidades, pressões e acelerações, já as escalares, compostas da massa, das temperaturas e densidades. Quando um avião tem o vento a seu favor, temos uma soma vetorial, ou vice-versa, com isto, os vetores são amplamente utilizados, originando todo tipo de resultantes, sejam elas verticais, como peso e sustentação, que será vista posteriormente no ítem das forças, ou horizontais, como a tração e a resistência do ar, quando o avião está em vôo com velocidade constante, a soma de todas as suas forças é nula. O empuxo, visto em hidrostática, também é bem utilizado, porém tendo como fluído, o ar, pois o deslocamento de ar para trás irá causar uma força para frente, então o empuxo, já relacionando com a 3º lei de Newton, lei da ação e reação ( para toda força existe uma outra de mesma direção, mesmo módulo e sentido contrário). A temperatura é uma grandeza escalar muito importante, sendo muito variável, sabemos que quanto mais alto estivermos em relação ao nível do mar, menor será seu valor, o mesmo acontece com a densidade do ar, pois quanto maior a altitude, ficará mais rarefeito alterando nas forças relacionadas no vôo, pois altera diretamente a resistência do ar, quanto ao avanço de um corpo.   
As forças que atuam no avião são:
-arrasto
-peso
-sustentação
-tração

Podemos calcular analiticamente o valor da força de sustentação (componente vertical da RA).

                     Cl = coeficiente de sustentação
                     p  = densidade do ar
                     S  = área da superfície da asa                          
                     v  = velocidade da aeronave
                     L  = força de sustentação (Lift)

 

Podemos calcular analiticamente o valor da força de arrasto:
                        
                     CD = coeficiente de resistência aerodinâmica da asa
                     p  = densidade do ar
                     S  = área da superfície da asa
                     v  = velocidade da aeronave
                     D  = força de resistência ( Drag)
                      
                                    
                                                              

Fonte: www.if.ufrgs.br



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