Mecânica IV · Episódio 12

As quinhentas e setenta e cinco toneladas que a asa segura

Vazão, Bernoulli na asa e o fecho da mecânica

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 121 / 19

O caso

Asa em corte, pressão menor em cima, maior embaixo

maior avião de passageiros: dois andares, 80 m de envergadura
decolagem até 575 t · pouso até 386 t
asas: de área de referência
peso sobre área: cerca de 6 800 Pa, 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 122 / 19

O caso

maior avião de passageiros: dois andares, 80 m de envergadura
decolagem até 575 t · pouso até 386 t
asas: de área de referência
peso sobre área: cerca de 6 800 Pa, 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 122 / 19

O caso

maior avião de passageiros: dois andares, 80 m de envergadura
decolagem até 575 t · pouso até 386 t
asas: de área de referência
peso sobre área: cerca de 6 800 Pa, 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 122 / 19

O caso

maior avião de passageiros: dois andares, 80 m de envergadura
decolagem até 575 t · pouso até 386 t
asas: de área de referência
peso sobre área: cerca de 6 800 Pa, 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 122 / 19

Pergunta do episódio

Como uma diferença de pressão tão pequena sustenta um prédio voando?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 123 / 19

Conceito 1 — Asa: Venturi de um lado

Do tubo de Venturi ao dorso curvo da asa

dorso curvo: ar acelera · barriga: ar mais lento
mesma altura: veloz tem pressão menor
saldo para cima vem do ar de baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 124 / 19

Conceito 1 — Asa: Venturi de um lado

dorso curvo: ar acelera · barriga: ar mais lento
mesma altura: veloz tem pressão menor
saldo para cima vem do ar de baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 124 / 19

Conceito 1 — Asa: Venturi de um lado

dorso curvo: ar acelera · barriga: ar mais lento
mesma altura: veloz tem pressão menor
saldo para cima vem do ar de baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 124 / 19

Exemplo resolvido — as duas faces

Ar () a 70 m/s em cima e 60 m/s embaixo (valores ilustrativos nossos)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

maior embaixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 125 / 19

Exemplo resolvido — as duas faces

Ar () a 70 m/s em cima e 60 m/s embaixo (valores ilustrativos nossos)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

maior embaixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 125 / 19

Exemplo resolvido — as duas faces

Ar () a 70 m/s em cima e 60 m/s embaixo (valores ilustrativos nossos)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

maior embaixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 125 / 19

Conceito 2 — Sustentação,

Placa de 845 m² com sustentação contra o peso

vetor, para cima:

voo nivelado ():

mesma construção do empuxo, agora no ar

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 126 / 19

Exemplo resolvido — a diferença de pressão

Asa de segurando (575 t, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 127 / 19

Exemplo resolvido — a diferença de pressão

Asa de segurando (575 t, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 127 / 19

Exemplo resolvido — a diferença de pressão

Asa de segurando (575 t, )

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 7 % de 1 atm

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 127 / 19

Conceito 3 — O mito do tempo igual

Explicação do caminho maior riscada; ar desviado para baixo

"ar de cima chega junto": falso · ele chega antes
asa joga ar para baixo → ar joga asa para cima
Bernoulli e 3ª lei: mesma força, duas contas

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 128 / 19

Conceito 3 — O mito do tempo igual

"ar de cima chega junto": falso · ele chega antes
asa joga ar para baixo → ar joga asa para cima
Bernoulli e 3ª lei: mesma força, duas contas

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 128 / 19

Conceito 3 — O mito do tempo igual

"ar de cima chega junto": falso · ele chega antes
asa joga ar para baixo → ar joga asa para cima
Bernoulli e 3ª lei: mesma força, duas contas

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 128 / 19

Exemplo resolvido — a reação no ar

Avião de 1 080 kg em voo nivelado: força da asa sobre o ar? (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

3ª lei: a asa empurra o ar com o mesmo valor, para baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 129 / 19

Exemplo resolvido — a reação no ar

Avião de 1 080 kg em voo nivelado: força da asa sobre o ar? (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

3ª lei: a asa empurra o ar com o mesmo valor, para baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 129 / 19

Exemplo resolvido — a reação no ar

Avião de 1 080 kg em voo nivelado: força da asa sobre o ar? (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

3ª lei: a asa empurra o ar com o mesmo valor, para baixo

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 129 / 19

Conceito 4 — Sustentação, e

Velocidade dobrada quadruplica; densidade menor reduz

: forma, ângulo, flapes
dobro de → quádruplo de · pela metade → pela metade

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1210 / 19

Exemplo resolvido — decolagem

Ar a , asa de , coeficiente 1,6 (estimado), sustentação de

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 300 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1211 / 19

Exemplo resolvido — decolagem

Ar a , asa de , coeficiente 1,6 (estimado), sustentação de

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 300 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1211 / 19

Exemplo resolvido — decolagem

Ar a , asa de , coeficiente 1,6 (estimado), sustentação de

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 300 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1211 / 19

Conceito 5 — Cruzeiro a 11 km

Nível do mar contra 11 km: densidade, pressão, temperatura

a 11 km: densidade 30 %, pressão 22 %, −56,5 °C
ar ralo pede maior:

asa limpa () e avião mais leve → cerca de 900 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1212 / 19

Exemplo resolvido — velocidade de cruzeiro

Ar a , coeficiente 0,5, 500 t (estimativas declaradas)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 920 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1213 / 19

Exemplo resolvido — velocidade de cruzeiro

Ar a , coeficiente 0,5, 500 t (estimativas declaradas)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 920 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1213 / 19

Exemplo resolvido — velocidade de cruzeiro

Ar a , coeficiente 0,5, 500 t (estimativas declaradas)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

cerca de 920 km/h

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1213 / 19

Conceito 6 — O fecho: quem segura?

Torque, pressão, empuxo e sustentação lado a lado

sempre: soma das forças e dos torques nula
empuxo e sustentação: diferença de pressão vezes área, água ou ar
próxima pergunta: o que é temperatura?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1214 / 19

Conceito 6 — O fecho: quem segura?

sempre: soma das forças e dos torques nula
empuxo e sustentação: diferença de pressão vezes área, água ou ar
próxima pergunta: o que é temperatura?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1214 / 19

Conceito 6 — O fecho: quem segura?

sempre: soma das forças e dos torques nula
empuxo e sustentação: diferença de pressão vezes área, água ou ar
próxima pergunta: o que é temperatura?

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1214 / 19

Exemplo resolvido — o casco, mesma conta

Fundo de casco com a 2 m de calado (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

segura 200 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1215 / 19

Exemplo resolvido — o casco, mesma conta

Fundo de casco com a 2 m de calado (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

segura 200 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1215 / 19

Exemplo resolvido — o casco, mesma conta

Fundo de casco com a 2 m de calado (exercício nosso)

Fórmula:

Substituição:

Resultado:

segura 200 t

Professor Canário · Mecânica IV · Episódio 1215 / 19

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