Um avião Boeing 737 tem massa de 20.000 kg e a área total de ambas as asas (superior ou inferior) é de 100 m 2 . Qual é a diferença de pressão entre a superfície superior e inferior de cada asa quando o avião está voando a uma altitude constante?
Passo 1
Beleza! Vamos entender o que a questão está pedindo. Temos um avião Boeing 737 com uma massa de 20.000 kg e a área total das asas (considerando tanto a parte de cima quanto a de baixo) é de 100 m². A pergunta quer saber qual é a diferença de pressão entre a superfície superior e inferior de cada asa quando o avião está voando em altitude constante.
Matéria envolvida: Vamos usar conceitos de força, pressão e área no contexto da aerodinâmica para resolver esse problema.
Passo 2
Primeiro, precisamos calcular o peso do avião, que é a força que a gravidade exerce sobre ele. A fórmula para peso é:
onde:
-
é o peso, -
é a massa, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ).
Vamos calcular:
Então, o peso do avião é de 196.000 N.
Passo 3
Como o avião está voando a uma altitude constante, a força de sustentação gerada pelas asas precisa equilibrar exatamente o peso do avião. Ou seja, a força de sustentação (
) é igual ao peso:
Passo 4
Agora, queremos encontrar a diferença de pressão (
) entre as superfícies superior e inferior das asas que gera essa força de sustentação. A pressão é definida como força por unidade de área:
onde:
-
é a diferença de pressão, -
é a força, -
é a área.
A área total das asas é de 100 m², mas como queremos a diferença de pressão para cada asa, vamos considerar a área de uma asa. Como são duas asas, cada uma tem metade da área total:
Passo 5
Agora, aplicando os valores na fórmula da diferença de pressão:
Resposta
A diferença de pressão entre a superfície superior e inferior de cada asa é de
.