Monografia Final - Avião

Monografia Final - Avião

(Parte 1 de 8)

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E. E. “CULTO À CIÊNCIA”

Aline Colombo

Felipe Eiji Fujimura

Fernanda Cristine Ribeiro Cabral

Matheus Henrique Dantas

FÍSICA NO AVIÃO

CAMPINAS

2012

E. E. “CULTO À CIÊNCIA”

Aline Colombo nº 01

Felipe Eiji Fujimura nº 10

Fernanda Cristine Ribeiro Cabral nº 11

Matheus Henrique Dantas nº 24

3º E

FÍSICA NO AVIÃO

Trabalho apresentado à E. E.

“Culto à Ciência” como

pré-requisito para a obtenção de Conceito, em Física, para a Conclusão do Ensino Médio,

Orientador: Fernando Torre

CAMPINAS

2012

Dedicamos essa monografia a todas as pessoas que nos ajudaram nesse processo,

físicos, professores, orientador, família, amigos...

A você, leitor.

Resumo

Nesta monografia estudaremos em detalhes a Física presente nas aeronaves e nos voos realizados, seu funcionamento, as teorias presentes e as aplicações desse conhecimento ao avião comercial, utilizado por grande parte da população.

Inicialmente, entenderemos as diferenças entre os aviões, as forças aerodinâmicas que agem sobre eles e a divisão da estrutura de uma aeronave.

Em um segundo momento, exploraremos a Física em cada processo, desde conceitos básicos, como as leis de Newton, até teorias mais complexas, como o Princípio de Bernoulli e o efeito Coanda.

Por fim, entenderemos como o avião necessita de todas as suas divisões e subdivisões funcionando em sincronia, mas como todas elas são independentes e possuem uma estrutura individual para o seu funcionamento.

O objetivo dessa monografia é explicar claramente a física no avião, apontar e corrigir certos conceitos explicados erroneamente e desmistificar a ideia de algo mais pesado que o ar não consegue decolar, expondo a segurança e a atenção que são dedicadas na construção e operação de um avião.

Palavras-chave: Avião, Princípio de Bernoulli, Sustentação, Gaiola de Faraday, Leis de Newton, Radar

Sumário

Introdução...................................................................................................................................1

Capítulo 1: Aerodinâmica...........................................................................................................2

1.1 Atmosfera.............................................................................................................................2

1.2 Pressão..................................................................................................................................3

1.3 Densidade..............................................................................................................................4

1.4 Umidade................................................................................................................................4

Capítulo 2: Forças Aerodinâmicas............................................................................................5

Capítulo 3: O Avião....................................................................................................................7

3.1 Monomotores, bimotores e turboélices................................................................................7

3.2 Aviões a jato..........................................................................................................................7

3.3 Supersônicos.........................................................................................................................8

3.4 Partes do Avião Comercial...................................................................................................8

Capítulo 4: Cabine e Radome...................................................................................................11

4.1 Radar...................................................................................................................................11

4.1.1 Efeito Doppler................................................................................................................12

4.1.2 Eco...................................................................................................................................13

4.1.3 Radar Doppler..................................................................................................................14

4.1.4 Instrument Landing System (ILS) ...................................................................................14

Capítulo 5: Fuselagem..............................................................................................................16

5.1 Geradores...........................................................................................................................17

5.2 Sistema elétrico de um avião..............................................................................................18

5.3 Gaiola de Faraday...............................................................................................................21

5.4 Arrasto................................................................................................................................22

Capítulo 6: Aerofólios...............................................................................................................25

6.1 Hélices...............................................................................................................................25

6.1.1 Efeito Torque...................................................................................................................26

6.2 Asas.....................................................................................................................................26

6.2.1 Sustentação.......................................................................................................................28

6.2.2 Princípio de Bernoulli.....................................................................................................29

6.2.3 Leis de Newton................................................................................................................31

6.2.4 Efeito Coanda..................................................................................................................31

6.3 Coeficiente de Sustentação.................................................................................................33

6.4 Perdas e Ganhos de Sustentação........................................................................................34

6.4.1 Ângulo de Ataque...........................................................................................................34

6.4.2 Estol.................................................................................................................................35

6.4.3 Turbulência.....................................................................................................................36

6.4.4 Ângulo de Incidência.......................................................................................................39

6.4.5 Área da Asa.....................................................................................................................39

6.5 Formato do Aerofólio........................................................................................................39

6.6 Tubo de Pitot.......................................................................................................................41

(Parte 1 de 8)

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