::: EM NOVEMBRO TEM OFICINA DE FÍSICA NUCLEAR NO IFGW-UNICAMP :::

Acontece no próximo dia 25 de novembro, no IFGW - Instituto de Física Gleb Wataghin da Unicamp, a 17a oficina de Física César Lattes.

O tema desta vez será a Física Nuclear. O evento,a berto a todos interessados mas focado na capacitação de professores do ensino médio, terá a seguinte programação:


Horário

Atividade

8:00 - 8:30 Inscrições e entrega de material
8:30 - 8:45 Abertura
8:45 - 10:15 Palestra: Alguns Conceitos fundamentais da Física Nuclear
Carola Chinellato (IFGW/UNICAMP)
10:15 - 10:30 Intervalo para Café
10:30 - 12:00 Palestra: Fisica Nuclear : tendencias e perspectivas
Alejandro Szanto de Toledo (IF/USP)
12:00 - 14:00 Intervalo para Almoço
14:00 - 15:30 Palestra: Reatores Nucleares
José Rubens Maiorino (IPEN)
15:30 - 16:00 Intervalo para Café
16:00 - 17:30 Palestra: Radioisotopos para medicina nuclear
Rajendra Saxena (IPEN)

Eu, que já participei de várias oficinas dentre as outras 16 versões, ratifico que vale a pena! E farei o possível para estar nesta também.

Para maiores informações e inscrições on line, clique aqui.


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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 14h43





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  ::: UM POUCO MAIS SOBRE O 14 BIS :::

santosdumont.14bis.mil.br

Réplica do 14 bis que voou em Fortaleza em julho deste ano 

Complementando o post anterior, vamos calcular a velocidade de decolagem do 14 Bis supondo que para ele seja válido o Princípio de Bernoulli(*). Para tanto, usaremos os seguintes valores aproximados:

  • Massa total do 14 Bis: mavião = 300 kg (avião + Santos Dumont)
  • Constante aerodinâmica: K = 30 m2
  • Densidade do ar: dar = 1 kg/m3
  • Gravidade local: g = 10 m/s2

A Força de Sustentação FS pode ser calculada pela expressão apresentada no post anterior:

O 14 Bis ou qualquer avião começa a decolar quando a Força de Sustentação FS supera a força Peso P, ou seja, FS > P (veja figura abaixo).

Desenvolvendo a idéia FS > P teremos: 

onde V é a velocidade em que FS = P, ou seja, a Força de Sustentação consegue anular a força Peso.

Substituindo os valores de mavião, K, dar e g dados na expressão da velocidade V (acima) teremos:

Conclusão: Com velocidade de 10 m/s, ou seja, 10 x 3,6 = 36 km/h, o 14 Bis já tinha sustentação para anular o peso. Para decolar precisava atingir velocidade superior a 36 km/h.


(*) Texto inspirado em questão da prova da OBA - Olimpíada Brasileira de Astronomia e Astronáutica 2006 (www.oba.org.br) que considerou válido o Princípio de Bernoulli para o 14 Bis, o que não é verdade. O 14 Bis era muito mais uma "pipa gigante" com propulsão própria do que um avião como os de hoje em que o perfil das asas garante a sustentação.   
Para saber mais
  • Site oficial do Centenário do 14 Bis (Governo Federal Brasileiro)
  • Conexão Wright-Santos-Dumont - A Verdadeira História da Invenção do Avião (livro do jornalista Salvador Nogueira)
  • Réplica do 14 Bis para imprimir, recortar e montar (em PDF, com instruções)


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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 16h23





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  ::: 100 ANOS DO HISTÓRICO VÔO DO MAIS DENSO QUE O AR :::

pt.wikipedia.org

O vôo do 14 Bis em 1906 (clique para abrir versão maior)

Hoje, 23 de outubro de 2006, comemoramos 100 anos do histórico vôo do 14 Bis (veja foto acima), o avião idealizado e construído por Alberto Santos Dumont (1873-1932).

Voar é um belo "truque" físico pois, antes de mais nada, é preciso vencer o puxão gravitacional para baixo que a Terra dá em qualquer corpo à sua volta. Em outras palavras, quem voa tem que subir e, para tanto, precisa de uma força vertical para cima que se oponha à força Peso. Isso pode ser feito basicamente de duas formas:

  1. Com aparelhos menos densos do que o ar (balões, dirigíveis)
  2. Com aparelhos mais densos do que o ar (aviões)

 

:: Como um dirigível voa?

Balões e dirigíveis são inflados para ter um volume grande. Assim conseguem deslocar um grande volume de ar. 

Segundo o Princípio de Arquimedes, quando um corpo desloca um fluido em equilíbrio (líquido ou gás), recebe deste uma força vertical para cima denominada Empuxo (E) que tem o valor do peso do fluido deslocado (E = Par = mar.g = dar.Var.g onde m é a massa, d a densidade e g a gravidade local).

E vai "competir" com o P e, se vencer, teremos uma força resultante para cima que fará o dirigível acelerar e subir. Se ocorrer o contrário, P for maior do que E, o balão ficará ancorado no chão pois a resultante será para baixo.

Podemos escrever:

  • Peso do dirigivel:
  • Empuxo:

A condição para o dirigível subir é:  

ou seja, o dirigível deve ser menos denso que o ar. Por isso mesmo balões são inflados com ar quente (menos denso do que o ar frio) e os dirigíveis são infaldos com gás hélio (menos denso do que o ar).

Com o auxílio de um motor, acoplado a uma hélice que faz uma força motora (FM), o ar é empurrado para trás (ação). Pela Terceira Lei de Newton (Lei da Ação/Reação), automaticamente o ar empurra o dirigível para frente (reação). Com esta força FM é possível vencer a resistência do ar AAr e impulsionar o balão na horizontal enquanto o Empuxo E dá conta do Peso P.

 

:: Como um avião voa?

Aviões, ao contrário de balões e dirigíveis, são mais densos(1) do que o ar. Logo, não podem "flutuar" no ar assim como uma pedra (mais densa do que a água) não consegue boiar num lago. Neste caso o Empuxo é muito pequeno para vencer o Peso do avião.

Então devemos usar um outro "truque" físico, aerodinâmico, baseado no Princípio de Bernoulli que diz que quanto maior a velocidade menor a pressão.

A artimanha está no perfil da asa, como mostra a figura a seguir.

A curvatura maior na parte superior da asa força o fluxo de ar a passar com maior velocidade na parte de cima do que na de baixo. Segundo  Bernouilli, haverá uma pressão menor na parte de cima do que na de baixo. Esta diferença de pressão dará origem a uma Força de Sustentação (FS) vertical para cima.

Força de Sustentação (FS) vai se opor ao Peso, fazendo o mesmo papel que o Empuxo no caso de balões e dirigíveis.

FS pode ser calculada por:

onde K é uma constante que depende da aerodinâmica do avião e r é o valor da densidade do ar.

A condição para o avião subir é:  

 

ou seja, o avião deve atingir uma velocidade mínima(2) para que a Força de Sustenção vença o Peso.

Por isso mesmo um avião não pode decolar na vertical, a apartir do respouso, e tem que correr numa pista plana para atingir uma velocidade mínima para ter sustentação.  

E, da mesma forma como o dirigível, um motor pode mover hélices ou turbinas para empurrar o ar para trás. Por ação/reação o ar empurra o avião para frente com uma força FM  e este pode vencer a resistência do ar AAr para acelerar e ganhar ainda mais velocidade.


(1) É comum encontrarmos textos que se referem ao vôo do 14 Bis como o vôo do mais pesado do que o ar. Mas está errado. O certo é mais denso do que o ar.
(2) Se o avião em pleno vôo diminuir a sua velocidade tal que ela fique menor do que este valor mínimo, ele vai estolar, ou seja, perder a sustentação e literalmente despencar.

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Um forte abraço. E Física na Veia!
prof. Dulcidio Braz Júnior (@Dulcidio)
às 11h09





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Dulcidio Braz Jr
Físico/Professor, 49 anos

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