Conversa no Facebook sobre o problema da explosão da granada

7 de maio, 2014 às 21:30 | Postado em Mecânica, Termologia, termodinâmica

MR – Professor, por que podemos considerar a força da explosão de uma granada como uma força interna, naquele típico exercício de simulação de perícia forense?

Lang – Quaisquer forças são internas a um sistema se o sistema incluir todas as partes interagentes. No caso da granada, se o sistema é a granada com o explosivo, então as forças da explosão são internas a este sistema. Observa que temos que incluir o explosivo no sistema.

MR – Pode-se interpretar a explosão como uma conversão de energia potencial em energia cinética?

Lang – A explosão converte energia química em energia mecânica!

MR – Química , interpretada como um deslocamento de uma posição de equilíbrio instável,que desequilibra outras partículas ao redor?

Lang – O explosivo produz uma grande quantidade de gás superaquecido, gerando altíssimas pressões interna à granada.

Tomemos o  TNT como exemplo. Cada mol de TNT sólido antes da detonação se transforma na detonação em cerca de 10 mols de gás, altamente aquecido, ocupando inicialmente o volume do sólido e, portanto, encontrando-se em altíssimas pressões.

Nota que nos clássicos problemas envolvendo granadas simplesmente se ignora o explosivo, o gás …Esta parte do sistema também deveria ser incluída em uma  abordagem mais realista do problema.

O que se faz é desconsiderar esta massa gasosa no equacionamento!

MR – Que na maioria das vezes, é tão desprezível quanto o atrito com o ar.

Lang – As forças de resistência do ar nas partes da granada de fato NÃO são desprezíveis dadas as velocidades dos fragmentos ou mesmo a velocidade da granada antes da explosão. O problema, além de desconsiderar o gás dentro da granada, desconsidera o gás fora dela (o ar).

MR – Mas, para um exercício de ensino médio é melhor desprezar e discuti-lo qualitativamente, se não vira muita canseira.

Lang – Mesmo em nível de Física Geral na universidade é como dizes. Entretanto os textos que tratam do problema sequer mencionam estas aproximações e idealizações.

Na verdade não vira canseira. Vira um problema rigorosamente intratável.

MR – Exatamente, canseiras são tratáveis.

Algumas situações reais beiram o impossível de serem tratadas com todos os detalhes no papel.

Lang – Qualquer situação real não é tratável no detalhe. SEMPRE fazemos aproximações e idealizações na modelagem de sistemas reais. Entretanto NEM SEMPRE isto é claro para os alunos e para os professores.

“Docendo discimus.” (Sêneca)

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