Question

Um avião em voo está sujeito em geral a quatro forças simultâneas e independentes:

I – o peso (⃗ ) vertical e para baixo;
II – a força de propulsão (⃗ ) feita pelas turbinas que empurra o avião para frente;

III – a força de sustentação (⃗) para cima gerada pela pressão do ar em movimento
sobre as asas do avião;
IV – a força de resistência do ar (⃗ ) contrária ao
movimento do avião;

a) Represente na figura a seguir as quatro forças descritas anteriormente:
b) Descreva o movimento do avião no caso das quatro forças terem o mesmo valor;
c) Descreva o movimento do avião no caso
do peso ser igual à sustentação e a
propulsão ser maior que a resistência do ar; d) Descreva o movimento do avião no caso do peso menor que a sustentação e a
propulsão igual à resistência do ar;
e) Descreva o movimento do avião no caso do peso ser igual à sustentação e a propulsão ser menor que a resistência do
ar;
f) Descreva o movimento do avião no caso
do peso ser maior que a sustentação e a propulsão ser menor que a resistência do ar;
g) Desenhe o vetor força resultante (⃗⃗⃗ ) em cada caso descrito nos itens (b), (c), (d), (e) e (f).

Answer 1

Cada situação determinará como os vetores das forças atuantes no avião serão representados.

Como um avião consegue se manter no ar?

Graças à força de sustentação um objeto tão pesado consegue se manter no ar, sem cair.

a) Teremos uma força apontando para cada uma das quatro direções I, II, III e IV, conforme observamos na figura anexada;

b) Se todas as forças tiverem o mesmo módulo, então elas se anularão, logo o avião ficaria em repouso, imóvel no ar.

c) Se o peso equivale à força de sustentação, então na vertical teremos uma força resultante nula. Isso quer dizer que o avião realizará um movimento apenas na horizontal.

Como a força de propulsão é maior que o arrasto, então o avião se moverá para frente.

d) Ao contrário da alternativa anterior, agora teremos F = R, implicando em um movimento somente na vertical, do avião.

Como P < S, então o avião subirá, verticalmente.

e) Temos a situação oposta à da letra c), logo o avião recuará, horizontalmente.

f) Agora temos o oposto do que ocorre na letra d), ou seja, o avião descerá, verticalmente.

g) Vamos recapitular cada uma das situações:

• (b) — Avião parado = Resultante Nula;
• (c) — Avião vai para frente = Resultante para Frente;
• (d) — Avião sobe = Resultante para Cima;
• (e) — Avião vai para trás -=Resultante para Trás;
• (f) — Avião desce = Resultante para Baixo.

Cada uma das situações está representada na mesma figura anexada.

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