Aerodinâmica

O necessário para voarmos

Trabalho realizado por: Simão Fernandes nº17 João Maltez nº5 Tiago Ramos nº19

Aerodinâmica

Aplicações

Fatores que influenciam

Forças da aerodinâmica

Tipos de aerodinâmica

Evolução

Objetivos

Definição

Indíce

A aerodinâmica é o ramo da física que estuda o comportamento do ar (ou de outros fluidos) quando em movimento e a interação deste com os corpos que se deslocam através dele.

O que é a aerodinâmica?

A aerodinâmica tem diversas aplicações, sendo fundamental para a criação de aviões, automóveis, foguetes, entre outros. A aerodinâmica envolve o estudo da pressão e da velocidade do ar, a viscosidade e a densidade do fluido, além do uso de equações matemáticas e computacionais para prever os comportamentos de fluxo de ar.

Qual é o objetivo da aerodinâmica?

Evolução da aerodinâmica

A aerodinâmica surgiu como uma área de estudo da física a partir da necessidade de entender o movimento dos corpos no ar e como o ar afeta esses movimentos. A evoluçao da aerodinâmica deve-se ao facto dos avanços científicos e desbortas feitas ao longo da história.

Como surgiu a aerodinâmica ?

Orville e Wilbur Wright

(1700-1782)

Daniel Bernoulli

(1452–1519)

Leonardo da Vinci

(1848–1896)

George Cayley

(1773–1857)

Otto Lilienthal

século III a.C.

Arquimedes

Aerodinâmica interna: investiga o fluxo de ar no interior dos componentes materiais, como motores a jato e turbinas.

Aerodinâmica externa: investiga o fluxo de ar no exterior dos componentes materiais, como ao redor das asas das aeronaves e pás das hélices das turbinas eólicas.

Aerodinâmica interna

Aerodinâmica externa

Tipos de Aerodinâmica

Tipos de forças que atuam na aerodinâmica

01

04

Força do motor

03

Força do peso

02

Força de sustentação

Força de atrito

Fatores que influênciam as forças

01

04

Força do motor

03

Força do peso

02

Força de sustentação

Força de atrito

Aplicações da aerodinâmica

Contrução de carros de corrida

Costrução de edifícios

Construção de aviões

FIM

Força de atrito

O atrito é a força que se opõe ao movimento do corpo, sendo assim uma força dissipativa, que é causada pela interação entre o corpo e as moléculas de ar. Esta força ocorre quando o ar é "empurrado" para fora do caminho do corpo e, em seguida, volta para a posição inicial após a passagem do corpo. Este processo cria uma força dissipativa designada força de atrito, que atua no sentido contrário ao movimento do corpo e tem como objetivo abrandar a velocidade a que o corpo se desloca.

Força de atrito

Forma do objeto: Objetos mais aerodinâmicos criam menos atrito, enquanto objetos menos aerodinâmicos criam maior atrito. Velocidade: Quanto maior a velocidade do objeto, maior será o atrito. O atrito aumenta com o aumento da velocidade do corpo. Densidade do ar: O ar mais denso aumenta o atrito.

Força do peso

Massa do corpo: Quanto maior a massa do corpo, maior será o seu peso do mesmo.

Força de sustentação

Área da asa: Quanto maior for a área da asa, maior será a sustentação criada pelo corpo.Velocidade do ar: Quanto maior a velocidade do ar sobre a asa, maior a sustentação.

Foi o primeiro a realizar voos controlados com planadores, estudou como as asas geram sustentação e mediu as forças envolvidas. Estes procedimentos forneceram dados fundamentais para entender a aerodinâmica e foram cruciais para os irmãos Wright.

Modelo planador de George Cayley

George Cayley, um engenheiro e inventor inglês, considerado o pai da aerodinâmica. Cayley foi o primeiro a construir e voar um modelo de planador, além de elaborar a teoria de que a sustentação era causada pela pressão do ar sobre as asas.

Força do peso

O peso é a força que puxa o objeto para baixo, devido à gravidade. Para que um corpo permaneça no ar, a força de sustentação precisa equilibrar ou superar o peso do corpo

Wilbur e Orville Wright foram os primeiros a realizar um voo controlado e sustentado com uma aeronave motorizada. As suas principais contribuições para a aerodinâmica incluem o controle do voo e o desenvolvimento de técnicas para controlar o voo.O trabalho dos irmãos tem como base a combinação de teorias de vários cientistas.

Força de sustentação

A sustentação é a força que permite que um objeto "suba" ou permaneça no ar. Ela é gerada pela diferença de pressão entre a parte superior e inferior de uma superfície (como uma asa), sendo essencial para que um avião possa voar. A sustentação ocorre devido ao formato da asa, que provoca que o ar se mova mais rápido na parte superior da asa e mais lentamente na parte inferior. Segundo o Princípio de Bernoulli, a pressão na parte superior da asa é menor do que a pressão na parte inferior, criando assim uma força que empurra o corpo para cima, chamada sustentação.

Projetos de máquinas de voo de Leonardo da Vinci

Força do motor

Potência do motor: Motores mais potentes têm capacidade de criar maior força. Eficiência do motor: O desempanho e a rentabilidade do motor também afetam o quanto de força que se pode criar com a quantidade de combustível consumido.

Força do motor

A força do motor é responsável por mover o objeto para frente, é criada por um impulso ou pelos motores se for num veículo. A força do motor tem de ter maior intensidade do que a força de atrito para que o corpo acelere. Esta força é produzida pelos motores que movem o ar para trás (em aviões a jato) ou expelindo gases a alta velocidade para trás (em foguetes). A terceira lei de Newton explica que, para cada ação, há uma reação de igual intensidade e direção oposta, o que significa que a propulsão do ar ou dos gases para trás gera uma força para frente.

Este príncipio é fundamental para muitos fenômenos físicos, incluindo a sustentação em aeronaves.

Princípio de Bernoulli:

"Em um fluido em escoamento constante, a pressão exercida pelo fluido diminui à medida que sua velocidade aumenta, e a pressão aumenta à medida que a velocidade diminui."