26 de janeiro de 2009

Impulsão e balonismo


Numa galáxia muito, muito distante...

Depois de no episódio IV da saga Star Wars a Death Star ter sido destruída pelos rebeldes liderados por Luke Skywalker, a crise instalou-se no Império. Darth Vader e seus acólitos precisavam de um meio de transporte que lhes permitisse derrotar os rebeldes. O que fazer? O dinheiro era pouco! Na imagem está a solução encontrada...


Quando aquecido, o ar expande, e parte sai pela boca do balão.
Para que o balão possa flutuar, o peso dos equipamentos e passageiros deverá ser igual ao peso de ar que deve ser expelido do interior do balão (princípio de Arquimedes).
Para que possa subir, claro que o peso de ar que deve ser expelido do interior do balão terá de ser maior.

A imagem do lado permite perceber a diferença de densidades entre o ar quente e o ar frio (à mesma pressão). Há menos partículas de ar por unidade de volume dentro do balão, mas como estas partículas estão a mover-se mais rapidamente, a pressão interna e a externa do ar são as mesmas.





É caso para dizer, citando o Obi-Wan Kenobi: "Use the force Luke!". Ou então como o Yoda: "A impulsão, uma força poderosa é!"

Desafio: (para pensar)
Determine o número máximo de soldados imperiais que pode transportar sabendo que, em média, cada um tem 80kg. (Apresente o valor da carga máxima a que chegou)

Sugestão: Para calcular o peso do fluido deslocado, calcule a massa de ar a 20ºC deslocado e subtraia a massa de ar a 100ºC que ainda está no interior (portanto, não foi deslocado).

Dados:
  • Este balão tem cerca de 3000 e uma massa de 290 kg (material).
  • Densidade do ar exterior 1,2 (20ºC, temperatura ambiente)
  • Densidade do ar interior 0,95 (100ºC, temperatura média dentro do balão)

Fontes: [1], [2], [3], [4]
Bom trabalho!

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1 comentários:

Carlos Pires disse...

Com a crise económica e com estas tretas todas da avaliação dos professores, onde arranjas tu o bom humor?

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