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Ciência e Tecnologia
A leveza do mais pesado do que o ar
A pedido do site Cosmos On line, do Diário de Campinas escrevi mais um texto sobre o vôo.
Este texto está um pouco mais didático para explicar o vôo do avião.
A leveza do mais pesado do que o ar
A sensação de voar, para algumas pessoas, é algo que inspira liberdade e leveza. Para outras, embarcar em um avião pode ser uma experiência assustadora. O medo de acontecer algum problema com o avião durante o vôo pode preocupar, pois na grande maioria dos acidentes aéreos não há sobreviventes. Contudo, estatisticamente voar é o meio de transporte mais seguro que existe no mundo. Viajar pelas estradas de automóvel é mais perigoso. Anualmente registram-se mais mortes no trânsito do que em acidentes aéreos, mesmo levando em conta o número de pessoas que utilizam esses meios de transporte. Contudo, a notícia da queda de um avião acaba sendo mais chocante.
O vôo pode ser feito de diversas maneiras. As primeiras tentativas feitas com sucesso foram as utilizando-se balões. Os balões, como aqueles utilizados em festas de crianças, quando são inflados flutuam. Os balões utilizados para transportar pessoas geralmente são preenchidos com ar quente ou com gás hélio. Em ambos os casos o aumento do volume faz com que a densidade do balão (a densidade é a massa do balão dividido pelo volume total) fique menor do que a do ar. Quando isso ocorre, a força de empuxo faz com que o balão suba para os céu, pois objetos cuja densidade seja menor do que a densidade da atmosfera tendem a flutuar. Por esse motivo costuma-se dizer que os balões flutuam por serem “mais leves do que o ar”, ou seja, com menor densidade. Esse efeito é o mesmo que impede que navios com centenas de toneladas afundem, pois neste caso a densidade deles é menor do que a da água.
Entretanto, os balões ou os dirigíveis, que são balões com motores para controlar o deslocamento, são muitos lentos e pouco manobráveis. O brasileiro Alberto Santos Dumont, no dia 23 de outubro de 1906, exatamente há 100 anos, em Paris, mostrou que era possível voar utilizando um veículo mais pesado do que o ar, inventando o avião.
A explicação para o vôo dos aviões está baseada no conhecido princípio de Bernoulli, segundo o qual a maior velocidade do fluxo de ar na parte superior das asas provoca uma pressão menor, e como conseqüência a diferenças de pressões sobre o aerofólio em virtude das diferentes velocidades do fluxo do ar em cima e abaixo causa a força de sustentação. A Figura 1 abaixo esclarece um pouco melhor essa situação.
O vôo pode ser feito de diversas maneiras. As primeiras tentativas feitas com sucesso foram as utilizando-se balões. Os balões, como aqueles utilizados em festas de crianças, quando são inflados flutuam. Os balões utilizados para transportar pessoas geralmente são preenchidos com ar quente ou com gás hélio. Em ambos os casos o aumento do volume faz com que a densidade do balão (a densidade é a massa do balão dividido pelo volume total) fique menor do que a do ar. Quando isso ocorre, a força de empuxo faz com que o balão suba para os céu, pois objetos cuja densidade seja menor do que a densidade da atmosfera tendem a flutuar. Por esse motivo costuma-se dizer que os balões flutuam por serem “mais leves do que o ar”, ou seja, com menor densidade. Esse efeito é o mesmo que impede que navios com centenas de toneladas afundem, pois neste caso a densidade deles é menor do que a da água.
Entretanto, os balões ou os dirigíveis, que são balões com motores para controlar o deslocamento, são muitos lentos e pouco manobráveis. O brasileiro Alberto Santos Dumont, no dia 23 de outubro de 1906, exatamente há 100 anos, em Paris, mostrou que era possível voar utilizando um veículo mais pesado do que o ar, inventando o avião.
A explicação para o vôo dos aviões está baseada no conhecido princípio de Bernoulli, segundo o qual a maior velocidade do fluxo de ar na parte superior das asas provoca uma pressão menor, e como conseqüência a diferenças de pressões sobre o aerofólio em virtude das diferentes velocidades do fluxo do ar em cima e abaixo causa a força de sustentação. A Figura 1 abaixo esclarece um pouco melhor essa situação.
Figura 1 – As setas em azul indicam o fluxo do ar próximo a asa de um avião. A seta em vermelho na vertical representa a força de sustentação, resultante da pressão menor na parte de cima da asa. A seta em vermelho na horizontal representa o arrasto do ar.
O avião para se movimentar utiliza uma hélice ou uma turbina que tem o objetivo de “sugar” o ar e impulsiona-lo para trás. Devido ao princípio da ação e reação, o avião sofre uma reação e é impulsionado para frente. Na medida na qual o avião aumenta a sua velocidade, o ar flui pela asa como mostrado na figura acima. O movimento do “flap” (dispositivos que consistem de abas articuladas) muda o perfil da asa, ajudando na sustentabilidade e controle da aeronave no ar. Esse dispositivo é utilizando nas operações de pouso e decolagem. Na Figura 2 abaixo pode-se observar mais alguns detalhes das partes móveis de um avião que são responsáveis pelo controle do vôo.
Figura 2 – Detalhes das partes móveis do avião: Ailerons – alteram a sustentação nas pontas da asa do avião permitindo giro no seu eixo longitudinal – Leme: - parte móvel da aeronave que permite que a mesma gire em torno de seu eixo vertical – Profundador e elevador – permite o controle para subir e abaixar o nariz do avião – Fonte: Wikipédia
Desde o vôo do 14-bis os aviões evoluíram muito e hoje é fácil se deslocar de um continente para outro em algumas horas. Esse era o sonho imaginado por Santos-Dumont. Construir algo que facilitasse a vida das pessoas. Infelizmente o avião também se tornou uma das mais mortais armas de guerra já criadas, aplicação que jamais Santos Dumont concordou. Contudo, o legado deixado pelo “Pai da aviação” será sempre lembrado como um grande incentivo para nos aventurarmos para vôos mais altos.
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