Aula de escadas
Um avião é uma aeronave mais pesada que o ar provida de asas fixas (partes da asa são móveis) e que alça vôo por meio do empuxo, ou seja, empurrada pelo ar.
O empuxo é uma força vertical e para cima exercida por um fluido (gás ou líquido) sobre um objeto qualquer nele mergulhado. Se você quiser rever os conceitos da hidrostática, incluindo o Teorema do Empuxo de Arquimedes, clique aqui para acessar nosso conteúdo multimídia.
Mas o empuxo do ar em repouso não é capaz de elevar nenhum objeto que seja mais denso do que ele, razão pela qual nós não flutuamos por aí. Assim, para voar, o avião deve obter um empuxo “extra” e, por isso, precisa das asas e de velocidade.
As asas de um avião têm um perfil que faz com que o ar, ao passar na parte de cima delas, faça-o mais rápido do que na parte de baixo. E diz uma conhecida lei da Mecânica dos Fluidos que, em uma região na qual a velocidade de escoamento de um fluido é maior do que em outra parte, a pressão é menor. Portanto, a pressão na parte superior da asa é menor que em sua parte inferior. A asa do avião vista de lado tem esse perfil.
Lembrando de que pressão é a razão entre uma força e a área de aplicação. Assim, existindo uma pressão maior na parte de baixo da asa, haverá ali uma força vertical para cima, maior do que a força vertical para baixo. Essa resultante para cima é o empuxo “extra” de que o avião necessita.
Uma forma relativamente simples de perceber que a pressão diminui com a velocidade é o seguinte esquema experimental:
Trata-se de um tubo em que o diâmetro sofre um “enforcamento” em certo trecho e retorna à forma original em seguida, como mostra a figura.
Em cada trecho, há um tubo vertical aberto. Pelo tubo, faz-se passar água (ou outro líquido). Nota-se que, no trecho estreito, a água escoa com uma velocidade maior. Isso decorre do fato de que a mesma quantidade de água que chega ao trecho deve sair dele no mesmo tempo e, como o volume é