nº 10FÍSICA

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

Professor Paulo Lemos

DINÂMICA DO AVIÃO

SUMIÇO DE AVIÃO COM 239 PESSOAS NA ÁSIA PODE SER MAIOR DESASTRE AÉREO DA DÉCADA

Por BBC Brasil

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Último acidente maior foi registrado em 2003, quando um avião militar iraniano cai no sul do país matando todas as 276 pessoas a bordo, no sexto mais grave desastre aéreo da história. Na hipótese provável de se confi rmar a morte das 239 pessoas a bordo do avião da Malaysian Airlines que desapareceu no Mar do Sul da China, este será o pior desastre aéreo dos últimos dez anos.

PRINCIPAIS CAUSAS DE ACIDENTES AÉREOS

por Bruno Garattoni e Sylvia Estrella (Super Interessante)

DESPRESSURIZAÇÃO

Quando as máscaras caem.

Quanto mais alto você está, mais rarefeito é o ar. Com menos resistência do ar, o avião consegue voar muito mais depressa - e gasta bem menos combustível. É por isso que os aviões comerciais voam bem alto, a 11 km de altura. O problema é que, nessa altitude, a pressão atmosférica é muito baixa (veja no infográfi co abaixo). Não existe ar sufi ciente para respirar. Por isso, os aviões têm um sistema que comprime o ar atmosférico e joga dentro da cabine: a pressurização. A despressurização da aeronave pode provocar acidentes.

0

1000

2 mil

3 mil

4 mil

5 mil

6 mil

7 mil

8 mil

Quando o aviãoestá pousado,a pressão é a mesmadentro e fora dacabine: cerca de 1atmosfera, ou atm,

2 atm

Na altitude decruzeiro, a pressãodo ar fora da cabine émuito baixa: 0,2 atm,Mas não dá paramanter a cabine a1 atm, pois o aviãoexplodiria. Por isso, acabine é pressurizadaa apenas 0,6 atm.

Na altitude decruzeiro, a pressãodo ar fora da cabine émuito baixa: 0,2 atm,Mas não dá paramanter a cabine a1 atm, pois o aviãoexplodiria. Por isso, acabine é pressurizadaa apenas 0,6 atm.

fora: 0,2 atm

dentro:0,6 atm

(equivalentea respirar nacidade doMéxico, quetem 2,4 kmde altitude)

(equivalentea respirar nacidade doMéxico, quetem 2,4 kmde altitude)

9 mil met

ros

Garrafa de pressãoPorque é difícil respirar a bordo

TURBULÊNCIA

Como o avião pode perder a sustentação no ar.

Turbulência não derruba avião. Os jatos modernos são projetados para resistir a ela. Você já ouviu esse discurso? É uma meia-verdade. Um levantamento feito pela Federal Aviation Administration (FAA), agência do governo americano que estuda a segurança no ar, revela que entre 1992 e 2001 houve 115 acidentes fatais em que a turbulência esteve envolvida, deixando 251 mortos. Os aviões têm instrumentos que permitem detectar com antecedência as zonas turbulentas, dando tempo para desviar, mas isso nem sempre é possível: existe um tipo de turbulência, a “de ar limpo”, que não é captada pelos instrumentos da aeronave. Felizmente, é rara: só causou 2,88% dos acidentes fatais.

massa de aruniformemassa de aruniforme

O formato da asadireciona o ar, fazendo-opousar mais depressa porcima. O ar que vai paradebaixo das asas fica maistempo, e por isso “dura”mais tempo – sustentandoo avião no céu.

Aerodinâmica para principiantes Como se voa (e não se voa)

Na turbulência, issonão acontece. Correntesde vento e diferençasde pressão fazema sustentação oscilar.A aeronave treme echacoalha enquanto voapor esse ar bagunçado.

1 2

área deturbulênciaárea deturbulência

massa de arturbulênciamassa de arturbulência

ar maislento

pressãouniforme(sustentação)

ar maisrápido

correntesde ar

alternadaspressão

irregular

PANE HIDRÁULICA

Existe um encanamento que corre por toda a fuselagem. Se ele furar, as consequências podem ser terríveis. Os controles do avião dependem do sistema hidráulico - uma rede de canos que liga o cockpit às partes móveis do avião. Esses canos estão cheios de fl uido hidráulico, uma espécie de óleo. Quando o piloto dá um comando (virar para a esquerda, por exemplo), um sistema de bombas comprime esse óleo - e o deslocamento do líquido movimenta as chamadas superfícies de controle. São as peças que controlam a trajetória do avião, como o leme e os fl aps. O sistema hidráulico é tão importante, mas tão importante, que os aviões modernos têm nada menos do que três: um principal e dois de reserva. Por isso mesmo, a pane total é muito rara, mas pode ocorrer.

• De acordo com o texto acima, responda às seguintes questões abaixo:

estabilizador

horizontal

profundor

1. Os lemes do avião são controlados por dutos hidráulicos e acionados pelo piloto.

O aumento de pressão em todas as partes do fluido armazenado nos dutos está relacionado ao princípio de:A) Pascal. B) Newton.C) Torricelli. D) Arquimedes. E) Galileu

FB NO ENEM2 FB NO ENEM2

Ciências da Natureza e Suas Tecnologias

2. Algumas pessoas que pretendem fazer um piquenique param no armazém no pé de uma montanha e compram comida, incluindo sacos de salgadinhos.

Elas sobem a montanha até o local do piquenique. Quando descarregam o alimento, observam que os sacos de salgadinhos estão infl ados como balões. Por que isso ocorre?A) Porque, quando os sacos são levados para cima da montanha,

a pressão atmosférica nos sacos é aumentada.B) Porque a diferença entre a pressão do ar dentro dos sacos e

a pressão reduzida fora deles gera uma força resultante que empurra o plástico do saco para fora.

C) Porque a pressão atmosférica no pé da montanha é menor que no alto da montanha.

D) Porque quanto maior a altitude maior a pressão.E) Porque a diferença entre a pressão do ar dentro dos sacos e a

pressão aumentada fora deles gera uma força resultante que empurra o plástico para dentro.

3. O avião alça voo devido às reações aerodinâmicas que acontecem quando o ar passa em alta velocidade pela asa. Quando o ar passa pela asa é forçado a passar por cima e por baixo desta. O comprimento da asa é maior na parte superior e segundo as leis da aerodinâmica, o fl uxo do ar torna-se mais rápido para compensar a maior distância a ser tomada, o que diminui, sensivelmente, a pressão do ar sobre a asa. A diferença entre a pressão sob e sobre as asas cria a sustentação necessária para o voo.

SustentaçãoMaior velocidadeMenor pressão

Menor velocidadeMaior pressão

Fluxo de ar

Essa força de sustentação mantém o avião em voo horizontal, pois tem intensidade:A) Igual a do peso do avião.B) Ligeiramente maior do que o peso do avião.C) Menor do que o peso do avião.D) Ora maior, ora menor do que o peso do avião.E) Muito superior ao peso do avião.

4. Turbulência é o nome dado à movimentação do ar em grandes altitudes e que faz com que o avião balance. Basicamente, a turbulência acontece quando existe uma mudança brusca na temperatura, na velocidade ou na pressão do ar.

Turbulência térmica

AR FRIO

COMO OCORRE A TURBULÊNCIA AR FRIO

AR QUENTE

AR QUENTE

Do ponto de vista físico trata-seapenas da alteração do fluxo doar na asa, que é sentida no vooatravés de solavancos que podemalterar a altitude da aeronave

Deslocamento vertical de bolsas de arquente (térmico) que se desprendemdas superfícies mais quentes na área(polos arados, arenosos, rochas,superfícies asfaltadas/cimentadas eaglomerados urbanos)

EXEMPLO DE TURBULÊNCIA TÉRMICA:

AR QUENTE

AR QUENTE SOBE

FRIO

Analise os itens abaixo referentes à turbulência e assinale o verdadeiro.A) O ar quente sobe por ser mais denso do que o ar frio.B) O ar frio desce devido ao vácuo deixado pelo avião.C) O avião treme, pois no ar quente, suas moléculas estão mais

afastadas.D) O movimento do ar se deve à diferença de densidade do ar,

devido à diferença de temperatura.E) O avião treme, devido ao seu grande peso.

5. Conforme aumenta a altitude de um avião, a pressão atmosférica em torno dele diminui. Da mesma forma, quando diminui sua altitude, a pressão atmosférica à sua volta aumenta.

100000

90000

80000

70000

60000

50000

40000

30000

20000

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0

20

8688110132

30

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100

53083

150

44647

200

38662

226

36091

250

33999

300

30065

400

23574

500

Altitude x Pressão – Atmosfera Padrão

18289

600

13801

700

9882

800

6394

850

4781

900

3243

950

1173

1000

364

10132

0

20

30

30

30

30

100

150

200226

250

300 400

500

600

700800

850900

950 1000 10132

O que ocorreria com o avião se a pressão no seu interior se mantivesse a 1atm, quando em voo de cruzeiro.A) Explodiria.B) Implodiria.C) Ficaria em turbulência.D) Perderia altitude.E) Ganharia altitude.

FB no Enem – Nº 9 – Professor: Adriano Bezerra

01 02 03 04 05

C D C C B

OSG

: 080

838/

14 -

Erbí

nio:

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