Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima,está associada à diferença de pressão ∆P entre as partes inferior e superior do avião. Considere um avião de massa total m = 3 x 10⁵ kg em voo horizontal. Sendo a área efetiva de sustentação do avião A = 500 m² , na situação de voo horizontal ∆P vale

Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima, está associada à diferença de pressão ∆P entre as partes inferior e superior do avião. Considere um avião de massa total m = 3 x 10⁵ kg em voo horizontal. Sendo a área efetiva de sustentação do avião A = 500 m², na situação de voo horizontal ∆P vale

• A)5x10³ N/m² .
• B)6x10³ N/m²
• C)1,5x10⁶ N/m² .
• D)1,5x10⁸ N/m².

Para resolver este problema, podemos utilizar a fórmula que relaciona a força de sustentação (F) à diferença de pressão (∆P) e à área efetiva de sustentação (A): F = ∆P × A. No entanto, como o avião está em voo horizontal, a força de sustentação é igual ao peso do avião (F = m × g), onde g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²). Substituindo os valores conhecidos, temos:

F = m × g = 3 x 10⁵ kg × 9,8 m/s² = 2940000 N

Agora, podemos rearranjar a fórmula para encontrar ∆P:

∆P = F / A = 2940000 N / 500 m² = 5880 N/m²

Como ∆P é aproximadamente igual a 5880 N/m², e a opção mais próxima disso é 6x10³ N/m², então a resposta correta é a opção B).

É importante notar que a temperatura alta afeta a densidade do ar, tornando-o mais rarefeito. Isso reduz a força de sustentação, o que pode tornar mais difícil para os aviões decolarem ou permanecerem em voo. Por isso, é comum que os voos sejam cancelados ou adiados em dias muito quentes.

Além disso, é interessante notar que a física envolvida na sustentação dos aviões é muito mais complexa do que apenas a diferença de pressão entre as partes inferior e superior do avião. Existem muitos outros fatores que influenciam a sustentação, como a forma do avião, a velocidade do vento e a altitude em que o avião está voando. No entanto, em uma situação de voo horizontal, a diferença de pressão é o fator mais importante.

Em resumo, a física é uma ferramenta poderosa para entendermos como as coisas funcionam no mundo real. No caso dos aviões, a compreensão da sustentação é crucial para garantir a segurança dos passageiros e dos tripulantes. E, quem sabe, um dia você possa ser um engenheiro aeroespacial, projetando aviões que voem mais rápido, mais alto e mais eficientemente!