Tópico: Decolagem de avião

[Buckaroo Banzai]

Oq me fez convencer foi isso aqui:

Pense no avião pousando, mas em vez de pousar na pista, pousa na esteira, que está rodando pra trás com a mesma velocidade e blablabla.

Quando o avião toca o solo, o que acontece? E se o piloto resolver acelerar o avião e decolar novamente, ao atingir a metade da veloicdade de decolagem?

Responda a essa questão... acho q vc tb vai entender...

Se o piloto desistir de pousar antes do avião parar em relação ao ar a sua volta, ainda deve conseguir arremeter - apesar que ainda deve haver alguma outra desaceleração menor já é um ponto sem retorno, de qualquer forma. Se ele parar em relação ao ar a sua volta, mesmo com os motores ainda ligados, não decolará mais, não sem as asas estarem cortando o ar da forma que Santos Dumont e os irmãos Wright nos ensinaram.

E é simplesmente irrelevante se o motor está ligado, se são hélices ou rodas. Sem vento cortado pelas asas, nada de vôo.

[HSette]

Se você estiver supondo que a aceleração das turbinas irá fazer o avião se deslocar para frente na esteira, como um carrinho que você puxa por uma esteira "desligada", está alterando a proposição do problema.

Daniel,
aí é que está a questão.
Isso vai acontecer, independentemente da velocidade que a esteira adquirir.
A esteira só tem influência sobre a velocidade de giro da roda, e esta não tem nada a ver, intrinsecamente falando, com a velocidade do avião.

Sugiro que leiam o texto.

[Capyvara]

Bem legal a questão, na primeira vista parece que o avião realmente não decolaria mas qdo vc pensa realmente vê que a coisa sai do chão, vou passar para uns amigos meus e ver o que eles respondem, hehe

Fato 1 - O avião decola segundo sua velocidade em relação ao ar, tanto q a unidade usada eh chamada de KIAS (Knots Indicated Air Speed ou Velocidade Indicada do Ar em Nós).

Fato 2 - O avião não depende das rodas, a única função delas é reduzir o atrito durante a decolagem e aumentar durante o pouso (freio), por isso há aviões que ao invés de roda, usam trenós por exemplo.

A comparação mais simples que consegui pensar:
Imagine que vc tenha um aeromodelo de um ultraleve (ou seja, sem motor), coloque-o numa esteira como no enunciado, amarre uma corda na sua ponta, pegue a outra ponta da corda, fique em chão firme e saia correndo, independente de quanto a esteira se esgoelar na direção contrária ao avião vc vai puxá-lo e ele vai decolar, a unica coisa que vai acontecer é que a roda vai girar mais rapido do que num solo fixo. A força do seu puxão é equivalente a força da turbina do avião, independe do chão no qual o avião está pousado, a única diferença é que enquanto a turbina usa o ar ao redor do avião para o impulso, vc usa o chão firme fora da esteira para impulsiona-lo.

[HSette]

Acho que encontrei uma maneira simples de explicar o que ocorre:

Imagine um poste fixo, ao lado do sistema avião/esteira (exatamente ao lado do avião).
Aciono a turbina e faço com que o avião adquira uma velocidade de 10 m/s em relação ao poste (referencial fixo).
O enunciado determina que a esteira se movimente em sentido contrário, com velocidade de 10 m/s também.

Após 1 segundo, teremos:

O avião estará 10 metros à frente do poste.
O ponto da esteira que mantinha contato com a roda do avião estará 10 metros atrás do poste.
O avião estará 20 metros à frente deste mesmo ponto, citado acima.
O avião terá se movido a uma velociade de 20 m/s em relação à esteira.
A roda terá girado a uma velocidade que depende do seu aro.

O ar terá passado pelas asas do avião...

[Hold the Door]

Mas por isso você está fugindo ao que foi colocado pelo problema:

O avião se move em uma direção, e a esteira na
direção oposta. A esteira tem um sistema de controle que acompanha a
velocidade do avião e faz com que a esteira tenha exatamente a mesma
velocidade dele, na direção oposta.

O enunciado apenas diz que a esteira tem a mesma velocidade do avião na direção contrária. Não diz que o avião fica parado.

Um análogo melhor é subir numa escada rolante que desce, sem nunca correr; você não sai do lugar.

Não. este é um análogo de um carro em uma esteira na direção contrária.

Um análogo para esta situação seria o seguinte. Você está subindo em uma escada rolante que desce, só que esta mesma escada rolante tem um corrimão que também sobe, com a mesma velocidade da escada, e suas mãos estão presas nesse corrimão.

Como resultado você também sobe, puxado pelo corrimão, só que suas pernas têm trabalho dobrado.

É a mesma situação do avião, ele está se movendo em uma direção, a esteira vai em direção oposta. Como resultado suas rodas giram com o dobro da velocidade, mas ele se move para frente.

[Comandante]

Só lembrem de uma coisa...
Esses pneus possuem velocidade limite maxima de rotação.
Se vcs colocarem um aviao com velocidade de decolagem (aproximadamente 130 kts num Boing = 240 Km/h), e uma esteira em baixo girando no sentido contrário a mesma velocidade dele.... os pneus estarão girando o dobro do comum, e provavelmente bem próximo, se não ja no seu limite maximo...rsrs

Sei que não tem muito a ver com a questao, mas só a título de informação.

Mas deixando as rodas de lado, a esteira não faz qualquer diferença. Na verdade, talves ela ajudaria no momento de quebrar a inérica do avião no início da corrida de decolagem, pois reduziria muito o atrito das rodas com o chão, que é o que ocorre quando o avião esta parado. Atrito este que tbm tem de ser vencido pelos motores após a aplicação de potência.

ABraços
Comandante

[SnowRaptor]

Essa discussão rolou demais e eu estou há uma semana discutindo em 4 meios de comunicação sobre isso. Tenho um total de 117 e-mails sobre o assunto na minha caixa de entrada. O físico aqui e o comandante ali falaram, etnão tá falado. A geringonça decola.

[SnowRaptor]

Incrível, todo mundo concorda com o que acotnecesria se o sol virasse um buraco-0negro, ams quanto ao aviào, só discórdia...

Que mundo é esse onde as pessoas entendem mais rd relatividade geral que de mecânica classica?

[Guinevere]

Que mundo é esse onde as pessoas entendem mais rd relatividade geral que de mecânica classica?

É um mundo onde não existem as coisinhas simplificadas dos livros de física na prática. Não existe atrito desprezível nem essas coisas. As pessoas aprendem com suas noções do dia-a-dia, não com equações. Você percebe que quase todo mundo tentou responder essa baseada na sua intuição de como as coisas funcionariam?

Já os buracos negros etc, as pessoas só conhecem mesmo dos livros e filmes e imaginação. Daí não tem errada.

[HSette]

Incrível, todo mundo concorda com o que acotnecesria se o sol virasse um buraco-0negro, ams quanto ao aviào, só discórdia...

Que mundo é esse onde as pessoas entendem mais rd relatividade geral que de mecânica classica?

 

Somos todos uns gênios.
Questões menores nos confundem.

[Quasar]

Daniel

V/ está musturando tudo, por isso não está entendendo.

O avião solto em cima da esteira, se desconsiderar o atrito caso v/ acione a esteira com ele parado ele não sai do lugar pois tem que haver algo prendendo ele a superfície da esteira.

Num post anterior eu já separei o empuxo das turbinas (ou hélices) da sustentação gerada pelas asas, a sustentação ocorre pelo diferencial de pressão nas asas causados pelo fluxo de ar em razão do deslocamento, a turbina só empurra o avião para frente.

Um detalhe que v/ está esquecendo é que não importa a velocidade da esteira, pois a tração é gerada pelas turbinas que não sofrem influência da esteira, é como no exemplo do patinador que eu citei, se ele for puxado por uma corda presa fora da esteira ele vai se deslocar da mesma forma.

Imagine se a esteira se movesse para frente, no sentido da decolagem, para que observa de fora a visão seria de um avião decolando na velocidade correta mas com as rodas paradas, pois a esteira estaria indo para o mesmo lado, mas a esteira não ajudaria o avião a decolar pois estamos imagunando um modelo sem atrito.

No caso da esteira se movendo para trás na mesma velocidade do deslocamento do avião para frente, a única coisa diferente vão ser as rodas gurando com o dobro da velocidade, para exemplificar vamos instalar um velocímetro nas rodas do nosso avião:

TUDO PARADO
Empuxo = nenhum
Velocidade em relação ao ar = 0
Velocidade da esteira = 0
Velocidade das rodas = 0

AVIÃO DECOLANDO  E ESTEIRA PARA TRÁS A 100kmh
Empuxo = para frente
Velocidade em relação ao ar = 100Kmh
Velocidade da esteira = -100Kmh
Velocidade das rodas = 200Kmh

AVIÃO DECOLANDO  E ESTEIRA PARA FRENTE A 100kmh
Empuxo = para frente
Velocidade em relação ao ar = 100Kmh
Velocidade da esteira = 100Kmh
Velocidade das rodas = 0Kmh

Deu para entender?

[Barata Tenno]

O melhor exemplo na minha opinião foi a do carrinho de brinquedo na esteira rolante amarrado com um barbante......

[Buckaroo Banzai]

Daniel

V/ está musturando tudo, por isso não está entendendo.

O avião solto em cima da esteira, se desconsiderar o atrito caso v/ acione a esteira com ele parado ele não sai do lugar pois tem que haver algo prendendo ele a superfície da esteira.

Por "ele não sai do lugar", suponho que queira dizer que vá para trás junto com a esteira.....




Não entendi bem o que disse agora (depois disso, se bem que apenas li rapidamente sem nem pensar), mas acho que já entendi o ponto de vocês.......

Não é que o avião decolaria apesar de parado; mas que ele andaria numa pista-esteira e decolaria, supondo que pudesse fazer o dobro ou sei lá quantas vezes a força necessária até decolar.....

Nesse sentido..... não importa se é um avião....... talvez o problema fosse menos confuso se colocando um dragster cuja impulsão é totalmente a jato (ou hélice), que nem vai decolar. E perguntar se, esse dragster sobre essa pista-esteira que compensa a velocidade das rodas, andaria ou não. Agora acho que sim, ele andaria mas com esforço muito maior do que o normal, e as rodas ficariam girando feito doidas, além da esteira...

[Quasar]

Tá quase lá Daniel.

O exemplo do dragster foi muito bem bolado pois permite exemplificar melhor.

DRAGSTER CONVENCIONAL
O gragster convencional tracionado pelas rodas nesta mesma experiência realmente não sairia do lugar (em relação aoobservador fora da esteira) pois a tração é feita através das rodas que dependem da esteira para tracionar, como uma pessoa correndo sobre a esteira depende da esteira para implulsionar o corpo para frente.

DRAGSTER A JATO
O gragster a jato terá o mesmo comportamento do avião pois é impulsionado da mesma forma (mesmo que tenha um motor a hélice) no casol ele irá acelerar normalmente (em relação ao observador fora da esteira) pois o jato não depende de da esteira para gerar a tração, ele "traciona no ar" pouco importa a velocidade da esteira.

Lembra o patinador que eu citei anteriormente a corda funciona exatamente como o motor a jato, gerando a tração independente da esteira.

Uma coisa para não confundir, nesta esperiência estamos desconsiderando a atrito da superfície dos pneus com a da esteira, isso para facilitar o entendimento, claro que numa situação real este atrito faria uma pequena diferença no sentido de dificultar a aceleração da aeronave, teria o mesmo efeito de freios levemente acionados, nada que impeça a decolagem mas faria comer um pouco mais de pista.

Ficou mais claro agora?

[SnowRaptor]

Danniel, pense no exemplo do carrinho puxado por corda sobre uma esteira.

[Buckaroo Banzai]

vocês leram o que eu disse sobre o Dragster a jato? Que ele andaria na pista-esteira que gira pro lado contrário. Ou seja, concordei com vocês......... é que como fala sobre o avião decolar ou não, acaba sendo como uma pegadinha, dá  a impressão que é assumido que o avião vai ficar parado numa pequena esteira de onde não consegue se mover, e então decolaria ou não (não) verticalmente....... o que ocorreria é que ele iria para frente, com muito mais esforço pelo menos das rodas, e acabaria decolando mesmo, mas horizontalmente...

[Frango]

Alguém teria a paciência de me explicar como as turbinas do avião o impulsionam?

[Diego]

Alguém teria a paciência de me explicar como as turbinas do avião o impulsionam?

http://pt.wikipedia.org/wiki/Turbinas_aeron%C3%A1uticas

[Frango]

[Quasar]

vocês leram o que eu disse sobre o Dragster a jato? Que ele andaria na pista-esteira que gira pro lado contrário. Ou seja, concordei com vocês......... é que como fala sobre o avião decolar ou não, acaba sendo como uma pegadinha, dá  a impressão que é assumido que o avião vai ficar parado numa pequena esteira de onde não consegue se mover, e então decolaria ou não (não) verticalmente....... o que ocorreria é que ele iria para frente, com muito mais esforço pelo menos das rodas, e acabaria decolando mesmo, mas horizontalmente...

É isso aí, na verdade a questão tem essa armadilha que tende a levar para esse erro, lendo rapidamente dá a idéia que o avião ficaria parado em relação a que está fora da esteira.

[ACSalles]

outra analogia... Imagine que o avião não tenha rodas e sim um ski engraxado...
abracos

[Washington]

Este topico só chegou a este ponto porque não definiu direito os parametros como, se a esteira seria do mesmo tamanho do avião ou de uma pista, se ela teria motores que movesse para trás e a que velocidade,
tipo de avião e qual velocidade ele teria que desenvolver para decolar, etc, etc...
MInha opinião seria que: o avião decolaria se conseguisse mover-se para frentre em velocidade suficiente para criar sustentação nas asas.

[SnowRaptor]

Este topico só chegou a este ponto porque não definiu direito os parametros como, se a esteira seria do mesmo tamanho do avião ou de uma pista, se ela teria motores que movesse para trás e a que velocidade,
tipo de avião e qual velocidade ele teria que desenvolver para decolar, etc, etc...
MInha opinião seria que: o avião decolaria se conseguisse mover-se para frentre em velocidade suficiente para criar sustentação nas asas.

O problema diz claramente que a esteira possui um sistema de controle que ajusta sua velocidade

O problema maior do enunciado é a falta de definiçào de um referencial para essas velocidades.

[Quasar]

outra analogia... Imagine que o avião não tenha rodas e sim um ski engraxado...
abracos

Mesma coisa, e experiência desconsidera o atrito.

[Comandante]

Gente, gente.... Prestem atenção.

As rodas do avião giram LIVRES. O que faz o avião voar são as ASAS juntamente com efeito aerodinamico do vento relativo (que bate de frente no avião, com rodas paradas ou girando). Se vc travar as rodas do aviao e conseguir soprar um vento frontal de 130 Kts, vc consegue tirar o avião do chão, mesmo ele estando parado com as rodas freiadas. Acho que isso da um ponto final na questão das rodas.

Esqueçam esse lance das rodas.

Se quiserem tirar a prova real...... peguem um avião de brinquedo ou um aeromodelo de verdade (pois ambos possuem rodas LIVRES como os grandes avioes)..... e GIREM-NA COM AS MAOS NA MAIOR VELOCIDADE DE ROTAÇÃO QUE PUDEREM.... E VEJAM SE ELE VOA.......pow.

Hehehe....
O que faz algo voar, é o efeito da sustentação aerodinâmica. Rodas só sustentam o peso do avião... MAIS NADA.

Abraço
Euclides