Issuu on Google+

A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

lá a todos, sou a Quica! Sou uma física. Deveria conhecer a ciência como as palmas das minhas mãos; mas, pelo contrário, tenho um montão de dúvidas. Por exemplo, poderei explicar o princípio de Arquimedes, mas já não percebo como fazem os peixes para subirem e descerem dentro de água. Sei como funciona a força da gravidade, mas já não é muito claro para mim como fazem os adoráveis gatinhos, quando caem, para aterrarem nas quatro patas sem se esborracharem como ovos. E as aves? Como fazem para se aguentarem «lá em cima»? Foi por isso que decidi pedir esclarecimentos a quem usa de facto a física, todos os dias, para sobreviver: os animais, precisamente. Entrevistei-os, de todos os tipos: quadrúpedes, rastejantes, peludos e flutuantes. Todos têm uma característica comum: são professores fantásticos!

O

09:28

Page 4


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

09:28

Page 5

DONA GAIVOTA E O PRINCÍPIO DO VOO


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

09:28

Page 6

umm, que rico cheiro a maresia… e lá estão elas, as gaivotas. Naquele bando deve estar a minha, a que me prometeu uma entrevista. De certeza que é ela, vem ao meu encontro a bambolear-se…

H

– Bom dia, dona Gaivota, como está? – Tenho fome. – Quer que comecemos mais tarde? – Não, quero tagarelar um pouco, assim não penso na comida… Sabes que estou a dieta porque, com esta barriga, daqui a pouco já não ia conseguir levantar voo! – Pois eu gostaria, precisamente, que a senhora me explicasse como funciona o voo. – É verdade, sempre foi um sonho dos homens poderem andar no céu como nós. Sim, diria que fazes muito bem em pedir-me explicações, precisamente a mim, pois sou a ave mais indicada para isso. Não sou uma histérica como esses passarinhos chilreantes nem uma desajeitada como esses patos do pântano. Além da elegância do meu voo, distingo-me dos meus semelhantes pela incrível inteligência que, modéstia à parte, faz de mim um animal único e… – Ouça, dona Gaivota, a tarde já vai avançada, não tarda aí o pôr-do-sol e eu não quero distraí-la dos seus compromissos. – Claro, claro, os meus compromissos… são comer! O que desejas saber? 6

A física do miau


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

29/5/10

10:53

Page 7

a so s e p ! a ada u so indic

– Qual é o segredo das aves e dos aviões? Como podem aquelas gigantescas bisarmas de metal elevar-se nos ares e voar? – Ora bem, vieste falar com a pessoa certa. Sei tudo sobre o voo. Perturba-te a ideia de ser possível que um Boeing 747, com o peso de 300 toneladas-força, consiga voar acima dos 10 000 metros de altitude, não é verdade? – Sim… e perturba-me não saber como nem porquê fico com tanta ansiedade quando viajo! – Olha, é tudo uma questão da maneira como as asas, que são de penas ou de metal, se movem fendendo aquele fluido transparente a que chamamos ar. Fazes uma ideia de qual seja o segredo do voo? – Disseram-me que o mérito é da forma como estão feitas as asas: ligeiramente abauladas por cima e lisas por baixo… – Não, essa explicação não é correcta. Se assim fosse, como explicarias que um avião conseguisse voar apesar da barriga que tem na parte de baixo? – E então? – Então, a resposta está certamente nas nossas asas e na forma como são construídas as de metal das vossas bisarmas, mas a curvatura não contribui um caracol para isso. Hummm, quando penso nisso, nos caracóis, dá-me cá uma tal fraqueza… Voltemos ao assunto: são asas planas e simétricas que permitem voar perfeitamente. Para se compreender como voamos, temos de pensar no grande cientista inglês Isaac Newton e nas suas leis do movimento, especialmente naquela que diz que a cada acção corresponde uma reacção de igual intensidade e direcção mas de sentidos opostos. – Significa que, se eu lhe der um murro new ton e as leis (acção), a senhora me retribui com um simé1 do mo vim ento trico (reacção) e… – Ah, tão engraçadinha que ela é! Acho que até fico com rugas de tanto me rir… 1 Em italiano: leis del moto. – Desculpe, era só para aligeirar a lição.

A física do miau

7


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

09:28

Page 8

– Ouve-me e concentra-te! Então, a terceira lei diz precisamente que, se eu aplicar uma força sobre um objecto, esse objecto empurra-me com a mesma força. Até as coisas que se encontram imóveis em cima de uma mesa estão a experimentar a terceira lei! O teu computador, por exemplo, é impulsionado para baixo pela força da gravidade, mas não cai porque é a mesa que o impele para cima com a mesma intensidade. Engraçado, não é? É sempre graças à terceira lei que um balão permanece cheio: o gás contido pressiona as paredes de borracha mas, com a mesma direcção e igual intensidade, o invólucro pressiona o gás contido no balão. – Não está mal pensado! E o que tem isso que ver com o voo dos aviões? – Imagina o avião em voo. Olha para mim! O ar que choca com as asas é sujeito a uma mudança de percurso. Sem o avião, o ar está efectivamente calmo, olha com as suas moléculas em agitação, é verdade, par mim ! a mas não muito, um pouco como a multidão numa praça cheia que se desloca ora para um lado, ora para o outro, mas sem grandes movimentos bruscos. Quando a asa entra em acção, tudo muda: o ar que desliza sobre a asa (um pouco como um surfista sobre as ondas!) é impelido, de início, para cima (bordo dianteiro da asa tem uma espessura maior), depois volta para baixo e, quando chega à beira da saída, a forma da asa faz com que esse ar seja impelido mais para baixo em relação à altura a que tinha entrado. – Então, recapitulando: o ar choca com a asa, sobe, depois desce e desliza ao longo de toda a asa; depois desprende-se da asa e encontra-se a uma altura mais baixa do que aquela a que tinha entrado. Correcto? – Correcto! Neste ponto podemos dizer que, de uma maneira geral, a asa empurrou o ar ar para baixo. Então, pela terceira lei asa de Newton, deverá haver uma reacção para do ar dirigida para cima. É isto a força de baixo sustentação, ou seja, o impulso para cima que mantém o avião no ar! – Uau! Faça-me recuperar altitude por um instante… 8

A física do miau


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

09:28

Page 9

– Sim, eu sei, parece estranho que o papel do ar seja tão importante para manter um avião na atmosfera, não é verdade? É um pouco como se a camada de ar em circulação fosse um enorme balão sobre o qual o avião se apoiasse para se manter em cima. – Muitíssimo interessante! – Agora dou-te um exemplo. O Cessna 172 é um pequeno avião: quando voa a 204 quilómetros por hora, «bombeia» para baixo entre 3 a 5 toneladas de ar por segundo! E as toneladas por segundo aumentam para as centenas se considerarmos o Boeing. Este ar empurrado para baixo é devolvido num impulso para a parte superior do avião e, acredita, não é brincadeira nenhuma: um 747 pesa cerca de 390 toneladas-força, incluindo os passageiros (mais ou menos como excesso de peso!) e o combustível! É um pouco como quando se salta numa cama elástica: pressionamos para baixo e a cama catapulta-nos para cima… – Então tudo é explicado pela terceira lei de Newton… – Sim, mas há ainda mais qualquer coisa que faz parte das regras de Newton: o ângulo de ataque, um factor fundamental até para o voo dos papagaios de papel! – O que é isso de ângulo de ataque? – É o ângulo com o qual o ar choca contra a asa. Já deves ter reparado: as asas, de facto, nunca estão perfeitamente paralelas ao solo mas inclinadas para cima, cerca de 4 graus quando o avião está em altitude e voa horizontalmente. m en ta in cl in aç ão au a – Qual é a vantagem das asas inclinadas? o a su st en ta çã – Aumentar a pressão do ar sobre a superfície inferior: na prática, o ar posto em movimento consegue impelir um pouco mais as asas para cima, aumentando assim a força de sustentação. E se o piloto levantar um pouco o focinho do avião, então o ângulo de ataque aumenta e, logo, a força de sustentação. É por isso que, durante a descolagem, os aviões estão muito A física do miau

9


A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

27/5/10

09:28

Page 10

inclinados: é uma maneira de aproveitar quer o ângulo de ataque, quer a superfície das asas para obter o máximo de sustentação. – E aquelas coisas que entram e saem das asas durante a descolagem e a aterragem também participam em tudo isto? – Sim, se te referes aos flaps. As asas dos aviões são efectivamente perfeitas para o voo de cruzeiro, isto é, quando se encontram em altitude e voam a uma certa velocidade, que no Boeing ronda os 900 quilómetros por hora. Ora, na aterragem esta velocidade baixa para os 300 quilómetros por hora. Para complementar da melhor maneira estas mudanças de velocidade, usam-se os flaps, uma espécie de «apêndices» das asas que mudam a sua forma. Deste modo, concentra-se por baixo da asa uma quantidade maior de ar e obtém-se um impulso mais forte para cima. – Mas se se obtém um impulso maior, por que razão, durante o voo de cruzeiro, os flaps estão desactivados? – É simples: porque aumentam a resistência do ar, uma força que se opõe ao movimento do avião. E, uma vez que, quando está em altitude, o avião avança sem problemas, os flaps são aí desnecessários. – Dona Gaivota, a senhora foi muito clara! Mas agora tenho de me despedir e voar – é caso para o dizer! – até junto do senhor Peixe, porque devo saber tudo sobre o princípio de Arquimedes. – Do senhor Peixe? Posso ir também? – Oh, não, já sei que o meu entrevistado acabaria directamente no seu bico e, depois, no seu estômago! – Mas que coisas são essas que te passam pela cabeça, até fico ofendida! Humm, enfim, talvez o provasse. Mas só no fim da entrevista! Não sou nenhuma selvagem!

10

A física do miau


27/5/10

09:28

Page 11

folha de papel a4 (21 cm x 29,7 cm)

T U !

Planador de papel

fita adesiva

E X P E R I M E N T A

pega na folha e corta-a ao meio: assim p oderás fa zer dois aviões. toma uma me tade e divide-a em três part es. enrol a a folha três ve zes, pel as dobr as, e prende com fita adesiva. a estrutur a ficará, assim , col ada à asa.

T A M B É M

A Física do Miau-MltG4(PDF)-4.0

lança o avião suavemente na horizontal.

os aviões de amanhã serão grandes asas volantes. A física do miau

11


A_Física_do_Miau