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
10000
0
20
8688110132
30
78244
40
72177
50
67507
70
60504
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:
08/
04/2
014
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