Física: Movimento e Aerodinâmica

Leis de Movimento de Newton

• A terceira lei de Newton, conhecida como princípio de ação e reação, afirma que para toda ação (força) há uma reação igual e contrária (força).
• A força de sustentação sob a asa de um avião se iguala à força da gravidade quando o avião está em voo nível.

Princípio de Bernoulli

• O princípio de Bernoulli afirma que, quando um fluido (ar) passa por uma restrição ou um estreitamento em um tubo, sua velocidade aumenta e sua pressão diminui.
• A superfície arqueada (curva) de um aerofólio (asa) afeta o fluxo de ar de forma semelhante a um estreitamento em um tubo, o que aumenta a velocidade do ar e diminui a pressão na parte superior da asa, gerando a força de sustentação.

Velocidade

• Velocidade: Distância percorrida por unidade de tempo. Unidades: km/h (quilômetro por hora), mph (milha por hora), kt (nó).
• Velocidade Indicada (VI): Velocidade indicada no velocímetro do avião sem correções para variações de densidade atmosférica. É afetada por erros devido a alterações nas condições atmosféricas.
• Velocidade Aerodinâmica (VA): Velocidade obtida após as correções de temperatura e altitude da velocidade indicada.
• Velocidade Sobre o Solo (VS): Velocidade corrigida levando em consideração a direção e intensidade do vento. É a velocidade real da aeronave em relação ao solo.
• Velocidade Relativa: Velocidade de um corpo em relação a outro. Em direções opostas, as velocidades são somadas; na mesma direção, as velocidades são diminuídas.

Peso e Massa

• Peso: Força da gravidade. É variável devido à variação da força gravitacional. Uma pessoa pesa mais nos polos do que no equador devido à maior proximidade com o centro da Terra.
• Massa: Quantidade de matéria contida em um corpo. É invariável. A massa de 1 kg será sempre 1 kg em qualquer parte do planeta ou no espaço.

Inércia

• Inércia: Tendência natural dos corpos de permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Lei da Inércia: "Todo movimento não perturbado persiste indefinidamente em linha reta."
• Vento Relativo: Vento aparente que sopra quando um corpo se move na atmosfera, normalmente na mesma direção e sentido oposto ao deslocamento do corpo.

Conceitos de Aeronaves

• Peso Vazio: Peso da aeronave sem tripulação, combustível e carga; somente com o equipamento fixo.
• Peso Máximo de Decolagem: Máximo peso que o avião pode suportar no momento da decolagem (equipamento, tripulantes, combustível, carga, passageiros).
• Peso Máximo de Rampa: Máximo peso que o avião pode suportar durante o táxi.
• Carga Útil: Peso máximo menos peso vazio.
• Alcance: Distância máxima de voo sem reabastecer.
• Raio de Ação: Distância máxima que uma aeronave pode voar sem reabastecer e com regresso assegurado.
• Autonomia: Máxima distância a ser voada para determinada quantidade de combustível.
• Potência: Trabalho produzido por unidade de tempo. Medida: HP ou CV (Cavalo vapor).
• Aeródino: Aparelhos mais pesados que o ar, como aviões de asa fixa, helicópteros, planadores e convertiplanos. Seu voo baseia-se na terceira lei de Newton (ação e reação) e no princípio de Bernoulli.
• Convertiplano: Aeronave que possui rotores que podem ser inclinados para a decolagem ou pouso vertical.

Helicópteros

• Controle Coletivo: Aumenta ou diminui o ângulo das pás do rotor principal, dando maior ou menor sustentação ao helicóptero.
• Controle Cíclico: Semelhante ao manche de um avião, controla a direção do helicóptero.
• Controle de Potência: Acelera ou desacelera o motor.
• Controle do Rotor de Cauda: Serve como leme de direção, compensando o efeito torque.
• Efeito Torque: Tendência do helicóptero a girar no sentido inverso ao do rotor principal, devido à força do rotor principal.
• Autorrotação: Condição estável de voo em que o rotor é movido pelo fluxo de ar, não pelo motor. É uma manobra de segurança em caso de pane do motor.
• Giroplano ou Girocóptero: Aeronave com pás de rotação livre, não movidas por motor, mas pelo ar. Não pode pairar no ar.
• Tipos de Empenagem:
  • Convencional: Estabilizador horizontal fixo na fuselagem (cauda).
  • Em “T”: Usada em aviões de lançamento de carga ou paraquedistas; proporciona decolagem e pouso curtos.
  • Média: Estabilizador horizontal na parte média do estabilizador vertical.
  • Cauda Dupla: Duas estruturas paralelas, ligadas pelo estabilizador horizontal.
  • Duplo Estabilizador Vertical: Usado em caças ou quando o projeto exigir, com estabilizadores verticais mais próximos à fuselagem.
  • Em “V”: Estabilizadores horizontais formam um ângulo, lembrando a letra V.
• Trem de Pouso: Conjunto de trens principais e de trem auxiliar, com rodas, amortecedores, conjunto de freio e atuadores, para suportar o peso do avião durante as manobras no solo, decolagem e pouso.

Teste seus conhecimentos sobre as Leis de Newton e o Princípio de Bernoulli. Compreenda como esses conceitos se aplicam ao movimento e à aerodinâmica, especialmente em relação aos aviões. Explore a relação entre velocidade, pressão e a força de sustentação.