O movimento de planadores como os aviões de papel é descrito pela atuação de três
forças e as Leis de Newton. A figura 1 mostra o diagrama de corpo livre de um avião de
papel em trajetória ascendente, posicionando a força peso (P) a força de sustentação (FS)
e a força de arrasto (FA) (HOMA, 2010). As forças FS e FA tem origem aerodinâmica,
ou seja, na interação com a atmosfera, e dependem da velocidade do ar. A força de
arrasto está relacionada com a resistência que o choque com as partículas de ar realiza
com o objeto em movimento.
A origem da força de sustentação está na interação de objetos com o ar em
velocidade (STUDART & DAHMEN, 2006; ANDERSON & EBERHARDT, 2006). A
diferença entre as velocidades do volume de ar abaixo e acima do objeto gera uma força
direcionada de baixo para cima, que resiste à ação do peso, ou seja, é uma reação devida
ao contato com a atmosfera. Esta reação é obtida com facilidade em objetos planos,
onde a diferença entre as velocidades do ar acima e abaixo é relativamente alta
dependendo da orientação relativa do objeto e a velocidade do ar, gerando a força de
sustentação perpendicular a superfície.
A Física envolvida na origem desta força pode ser entendida utilizando 2
princípios, igualmente corretos. O primeiro e mais empregado, envolve a Física de
Fluidos e o princípio de Bernoulli, que relaciona a pressão do fluido e a velocidade de
escoamento. No caso, o princípio diz que fluidos a velocidades maiores exercem
pressões menores. Logo, a pressão acima da asa é menor que abaixo, gerando uma
diferença de pressão e a força de baixo para cima. O segundo e mais intuitivo utiliza a
3
a
Lei de Newton. Neste caso, quando a velocidade acima do objeto é maior que abaixo,
o ar é acelerado para baixo pelo objeto que atravessa o fluido, e a atmosfera reage sobre
o objeto com uma força contrária, ou seja, para cima (STUDART & DAHMEN, 2006;
ANDERSON & EBERHARDT, 2006).
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