Aerodinâmica

A aerodinâmica é um ramo da Física, mais precisamente um ramo dentro da mecânica dos fluidos, que estuda a interação dos gases, principalmente o ar, com os corpos. Ela se baseia no princípio de Bernoulli e está relacionada aos conceitos de força de arrasto, força de sustentação, força peso e força empuxo.

Leia também: Hidrostática — um ramo da Física que estuda as características dos fluidos em repouso

Resumo sobre aerodinâmica

• A aerodinâmica está relacionada a alguns conceitos físicos, como o princípio de Bernoulli, a força de arrasto, a força de sustentação, a força peso e a força empuxo.

• A aerodinâmica é dividida em aerodinâmica externa e aerodinâmica interna, dependendo da área de estudo do movimento do ar.

• Os estudos da aerodinâmica possibilitam práticas usadas para manter os aviões no ar e os carros no chão.

• A aerodinâmica é empregada na construção de aeroplanos, aeronaves, carros esportivos e de corrida, aerofólios e submarinos.

Conceitos importantes da aerodinâmica

A aerodinâmica está fundamentada em alguns conceitos importantes da Física, como o princípio de Bernoulli, a força de arrasto, a força de sustentação, a força peso e a força empuxo. Veja sobre esses conceitos a seguir.

→ Princípio de Bernoulli

O princípio de Bernoulli afirma que no interior de um ducto horizontal com diâmetros diferentes haverá pressões mais baixas nos pontos em que o fluido possui uma velocidade maior do que nos pontos em que ele possui uma velocidade menor, contribuindo para a sustentação dos aviões no ar, por exemplo.

→ Força de arrasto

Também chamada de resistência do ar, a força de arrasto é uma força resistente ao movimento de um corpo imerso em um fluido (gases e líquidos), dificultando a queda ou submersão dos corpos.

→ Força de sustentação

A força de sustentação é uma força que eleva e estabiliza os corpos que estão em movimento, sendo contrária ao deslocamento do corpo.

Essa força está relacionada à força peso, de maneira que se a força de sustentação for maior que a força peso, o corpo se soerguerá. Se a força de sustentação for menor que a força peso, o corpo cairá. Mas se a força de sustentação for igual à força peso, o corpo ficará em equilíbrio.

→ Força peso

A força peso é uma força atrativa que ocorre sobre todos os corpos que estão no interior de um corpo massivo dotado de campo gravitacional, atraindo-os para o centro do planeta e impedindo que os corpos flutuem.

→ Força empuxo

A força empuxo é uma força hidrostática, descoberta por Arquimedes (287 a.C. – 212 a.C.), que age sobre os corpos que estão total ou parcialmente imersos em fluidos (gases e líquidos), impedindo que os corpos caiam ou afundem.

Ela está intimamente ligada à força peso, de maneira que quando a força empuxo for maior que a força peso, o corpo flutuará. Quando a força empuxo for menor que a força peso, o corpo afundará. Mas se a força empuxo for equivalente à força peso, o corpo continuará no mesmo lugar.

Veja também: Impulso — uma grandeza física usada para estudar as colisões sofridas por corpos sujeitos à ação de forças variáveis

Tipos de aerodinâmica

A aerodinâmica é tipificada como externa e interna.

• Aerodinâmica externa: estuda o movimento do ar externo aos objetos, como em volta das asas dos aviões.

• Aerodinâmica interna: estuda o movimento do ar interno nos objetos, como dentro de um motor a jato.

Aplicações da aerodinâmica

A aerodinâmica possui diversas aplicações, principalmente nas áreas de Engenharia e Arquitetura — na construção e projeção de submarinos, edifícios, aeronaves e automóveis —, já que seus estudos a respeito do movimento dos ventos permitem formular projetos mais seguros e estáveis.

→ Aerodinâmica nos aviões

A aerodinâmica é sempre levada em consideração em vários aspectos, como na construção de diferentes modelos de aeroplanos e aeronaves, peças para erguer voo, componentes mecânicos e designs adequados.

Além disso, seu mecanismo ocasiona a sustentação dos aviões no ar, já que suas asas são criadas com o intuito de que o movimento do ar na parte inferior seja menor para ocasionar uma variação na pressão e, consequentemente, uma força de sustentação, contrabalanceando a força peso, assim mantendo o avião no ar, como podemos ver na representação abaixo:

→ Aerodinâmica nos carros

Além dos aviões, a aerodinâmica é também levada em consideração na projeção de carros esportivos e de corrida e na construção dos aerofólios automobilísticos, responsáveis por reduzir a turbulência do ar e assim obter o máximo de velocidade e estabilidade dos carros.

Por Pâmella Raphaella Melo
Professora de Física