Porque é que os aviões conseguem voar?

Segundo a equação de Bernoulli, a velocidade de escoamento de um fluído de uma superfície para outra está relacionada com a área de cada superfície; ou seja, quando pretendemos escoar um fluído de uma superfície para outra, este vai passar com maior velocidade de escoamento caso a segunda superfície tenha menor área ou com menor velocidade de escoamento caso tenha maior área que a primeira. No caso da aerodinâmica, o fluido a considerar é, obviamente,  o ar.

A figura ao lado ilustra as forças que actuam num avião quando se encontra em movimento. Para que a força exercida para cima seja suficientemente grande para compensar o peso do avião, a velocidade deste em relação ao ar deve ser relativamente grande, o que se consegue através do funcionamento de hélices ou pela propulsão a jacto.

Por outro lado, para que o avião consiga voar é necessário que a pressão que o ar naturalmente exerce de cima para baixo se anule ou diminua. Para isso, o parâmetro mais importante a considerar é a forma das asas.

A forma da asa é achatada em baixo e um pouco encurvada em cima de tal modo que a parte superior da asa tem um perímetro maior que a parte inferior. Assim, quando o avião ganha velocidade, a velocidade de escoamento de ar que passa por cima da asa é maior do que a velocidade de escoamento que passa por baixo da mesma, já que a distância a percorrer pelo ar é maior na parte superior da asa. Nesta situação, a pressão na parte superior da asa é menor (de acordo com a equação de Bernoulli ) o que origina uma força de sustentação que é orientada para cima. Ou seja, é a  diferença de pressão que se verifica entre o ar de baixo e o de cima que faz a asa subir. Quanto maior for a velocidade, maior será a força de sustentação.

Nas aeronaves, a força de sustentação pode ser controlada com lemes de inclinação lateral, como ailerons e flaps, que podem modificar parcialmente a forma da asa.

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Efectuado por: Diogo Laborde e João Amaral (alunos do 12ºano de Física  em 2006/2007)
Orientação: Professora Laila Ribeiro Sobreda, 2006

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