Ano 2018#physics

Sobre o tema

A sustentação de uma aeronave em voo horizontal é um fenômeno físico que depende da diferença de pressão entre a parte inferior e superior das asas. Essa diferença de pressão, aliada à área efetiva das asas, gera a força vertical necessária para equilibrar o peso do avião. O princípio de Bernoulli explica que, para um fluido em movimento, regiões com maior velocidade do ar apresentam menor pressão. Nas asas de um avião, o ar percorre um caminho mais longo sobre a superfície superior, acelerando e reduzindo a pressão, enquanto a pressão na parte inferior permanece maior. Esse desequilíbrio de pressões resulta na força de sustentação. Em dias muito quentes, o ar se torna menos denso, reduzindo a sustentação e exigindo maior velocidade ou maior diferença de pressão para manter o voo, o que pode levar a cancelamentos de voos em aeroportos como o de Phoenix.

Tópicos relacionados

  • Princípio de Bernoulli e sustentação
  • Força de sustentação em aviões
  • Diferença de pressão em fluidos
  • Fatores que afetam a sustentação

Enunciado

Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os
EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do
aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar
atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura
sobe muito, o que diminui a força de sustentação da
aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima,
está associada à diferença de pressão ∆P entre as partes
inferior e superior do avião. Considere um avião de massa
total m = 3x10^5 kg em voo horizontal. Sendo a área
efetiva de sustentação do avião A = 500 m^2 , na situação
de voo horizontal ∆P vale

Alternativas

  • A)

    5x10^3 N/m^2.

  • B)

    6x10^3 N/m^2.

  • C)

    1,5x10^6 N/m^2.

  • D)

    1,5x10^8 N/m^2.

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Perguntas frequentes

Como o princípio de Bernoulli explica a sustentação de um avião?

O princípio de Bernoulli afirma que, em um fluxo de fluido, um aumento na velocidade resulta em diminuição da pressão. Nas asas de um avião, o ar percorre um caminho mais longo sobre a superfície superior, ganhando velocidade e reduzindo a pressão, enquanto a pressão na superfície inferior é maior, gerando sustentação.

Por que o calor intenso pode afetar a sustentação de uma aeronave?

Com temperaturas elevadas, o ar se expande e se torna menos denso. A força de sustentação depende da densidade do ar; ar menos denso proporciona menor sustentação para uma dada velocidade e área de asa, exigindo velocidades maiores ou maior diferença de pressão para compensar.

O que é a força de sustentação e como ela é calculada?

A força de sustentação é a componente vertical da força aerodinâmica que age sobre uma asa, perpendicular à direção do fluxo de ar. Ela é calculada pela diferença de pressão entre a parte inferior e superior multiplicada pela área da asa: L = ΔP × A.

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