A FÍSICA DO AVIÕESCRISTIANE STEGEMANN

Após uma tentativa fracassada de fazer voar um helicóptero, Santos Dumont construiu em julho de 1906 uma máquina híbrida, um avião unido a um balão de hidrogênio. Como o balão utilizado foi o N° 14, o híbrido recebeu o nome de 14-bis.

A Física!!!

Quatro forças aerodinâmicas fundamentais:

A: SustentaçãoC: PesoB: Tração (Empuxo)D: Arrasto

Aerodinâmica: parte da ciência que estuda a dinâmica dos corpos que se movem dentro de fluidos como o próprio ar e outros gases, sendo um ramo importante da mecânica dos fluidos.

Leis da Aerodinâmica

Fr: Força aerodinâmica resultanteρ : Densidade do fluidoA: ÁreaV: Velocidade

Fr ∝ρAv.v

Leis da Aerodinâmica

S: Força de sustentaçãoCL: Coeficiente de sustentação

R: Força de arrastoCR: Coeficiente de arrasto

Leis da Aerodinâmica

Discussão!

Leis da Aerodinâmica

Polar de Arrasto: curva que mostra a relação entre os coeficientes de sustentação (CL) e arrasto (CD)

Leis da Aerodinâmica

CR: coeficiente de ArrastoCR0: Depende da viscosidade do arO segundo termo é o chamado “arrasto induzido” e surge nas asas devido à sustentação. Ele surge com a diferença de pressão do ar no qual o ar de baixo (pressão maior) é empurrado para cima (onde a pressão é menor), o que acaba provocando um redemoinho (turbulência) que contribui para o arrasto

A razão de aspecto Ar é a razão entre o quadrado da envergadura s2 e a área da asa A, ou seja, Ar = s2/A.

O fator de eficiência e depende de como a sustentação varia ao longo do comprimento da asa. A maioria dos aviões atuais possui e < 1.

Leis da Aerodinâmica

Leis da Aerodinâmica

Leis da Aerodinâmica - Winglets

Leis da Aerodinâmica - Winglets

Leis da Aerodinâmica

L: Força de SustentaçãoD: Força de Arrasto

Ângulo de Ataque

O ângulo de ataque é o ângulo da asa em relação ao ar que se aproxima - é ele que determina a espessura da fatia de ar que a asa está atravessando. Por determinar essa fatia, o ângulo de ataque também dita a sustentação que a asa gera (embora este não seja o único fator).

Ângulo de Ataque

Discussão!

Assuntos a serem discutidos*• Origem do primeiro avião (Santos Dumont);• Importância da aviação nas Guerras Mundiais;• Newton e o estudo da mecânica de fluidos;• Bernoulli;• Diagrama de forças;• Tipos de asas;• Aviões supersônicos;• Ônibus espaciais;• ...

Referências• http://hangardoheinz.blogspot.com• http://www.algosobre.com.br/fisica/aerodinamica.html• http://www.engbrasil.eng.br/index_arquivos/polar.pdf - Método

analítico para o traçado da polar de arrasto de aeronaves leves subsônicas aplicações para a competição Sae-Aerodesign.

• http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/313605.pdf - Como Santos Dumont inventou o avião. Revista Brasileira de Ensino de Física (2009).

• http://ciencia.hsw.uol.com.br/avioes12.htm• http://143.107.135.40/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf - A física do Vôo

em sala de aula. Física na escola (2006).