Decolagem de aeronave em esteira transportadora
11 de setembro, 2018 às 15:26 | Postado em Cinemática, Mecânica, Mecânica de fluidos
Respondido por: Prof. Fernando Lang da Silveira - www.if.ufrgs.br/~lang/Boa tarde,
Uma dúvida recorrente que surge no meio dos amantes da aviação é a seguinte:
Imagine-se uma aeronave tipo Boeing 747 em cima de uma esteira grande e robusta que pode andar em sentido contrário ao das rodas do avião. A esteira foi concebida de tal forma que igualará a velocidade das rodas do avião em sentido oposto. Ou seja, sempre que o piloto aumenta a velocidade do avião em relação à esteira, a esteira aumenta também a sua velocidade.
A pergunta que se faz é a seguinte: Poderá o avião decolar?
Porque a experiência dos MythBusters está errada? https://www.youtube.com/watch?v=0ul_5DtMLhc
Muito obrigado, Carlos Rodrigues
A proposição sobre o avião e a esteira é irreal sob diversos aspectos. Entretanto se aceitamos as premissas cinemáticas, imaginando que as condições dinâmicas para tal estejam contempladas, o avião permanece em repouso em relação à pista e ao ar.
Para o avião decolar o que realmente interessa é a velocidade do ar em relação ao avião. Existe uma velocidade mínima em relação ao ar para que a sustentação seja suficiente para decolar. No caso proposto o avião move-se em relação à correia transportadora e o ar fica em repouso em relação ao avião, não havendo força de sustentação, impedindo então a decolagem.
Aviões decolam mais facilmente com vento de proa. Teoricamente é possível um 747 decolar com vento de centenas de km/h de proa estando o avião parado em relação ao solo. Aqui no RS, em uma tempestade, um avião pequeno ancorado fracamente na pista, sem piloto, decolou. Depois acabou caindo sobre uma construção próxima.
No vídeo do MythBusters o pequeno avião não fica parado em relação ao ar ou à pista. No dia da experiência não havia vento e portanto o ar estava parado em relação à pista. Assim ele pode decolar. É importante notar que os pressupostos cinemáticos contidos na proposição enviada pelo perguntante não estão contemplados na situação do experimento dos MB.
Aqui um vídeo tratando do tema: Aviões e Músicas.
“Docendo discimus.” (Sêneca)
O que dizer deste vídeo, Prof. Lang?
https://m.youtube.com/watch?v=a7zSgbIqEjk&feature=youtu.be
Este é um problema irreal. As impossibilidades de viabilizar as condições explicitadas no enunciado são muitas, permitindo muitas outras discussões interessantes.
Mas as turbinas não produzem deslocamento de ar suficiente para isso?
Quem sustenta o avião não são as turbinas diretamente. Elas são responsáveis por mover o avião através do ar para que as asas sejam sustentadas pelo ar. Se as turbinas produzissem diretamente sustentação, aviões não necessitariam de asas.
Professor: na minha visão o avião moveria para a afrente independente mente da esteira (pois a tração não eh feita pelas rodas e sim pela turbina… Ou seja, as rodas são livres)
Se o avião se mover para frente, então decolará. Uma correia transportadora pode empurrar as rodas em qualquer direção devido ao atrito.
Concordo com você, Salles. A roda não tem qualquer influência na tração do avião. O avião se moveria, sim, para a frente e decolaria.
Mas a esteira não arrastaria o ar ? Afinal ela tem atrito ou seja ao girar a própria esteira empurraria o ar fazendo o avião decolar. Lixas de alta velocidade soltan um bom vento quando giram.
As rodas do avião não tracionam a correia proposta no exemplo. Quem move o avião em relação ao solo (e ao ar circundante) são as turbinas (ou hélices). Assim, acredito que no exemplo proposto, o avião simplesmente se deslocaria sobre a esteira e em seguida, já apoiado na pista, decolaria normalmente. A velocidade de giro das rodas é que seria aumentada, no breve instante em que estivesse sobre a esteira.