quinta-feira, 13 de setembro de 2007

Análise do salto: com pára-quedas vs. sem.





Análise do salto até a chegada ao solo:

- t(0): Eles descem simultaneamente de dois aviões iguais e com a mesma velocidade na horizontal. Em ambos, atua uma força de viscosidade na direção horizontal, fazendo com que suas velocidades, que eram iguais as dos aviões, devido a inércia, diminuam. Suas velocidades no eixo "y" eram zero, pois o avião não estava nem subindo nem descendo.
- t(1): A velocidade de ambos está quase que totalmente na vertical, atuando, agora, a força de resitência do ar (força de viscosidade) no eixo "y", fazendo com que suas velocidades, nesta direção, diminuam.
- t(2): O pára-quedista abre o pára-quedas: agora, devido à área de contato entre o ar e o instrumento de segurança, ele sofrerá uma força de viscosidade violenta, fazendo com que a força resultante, neste instante, aponte para cima, ou seja, a aceleração também aponte para cima e, conseqüentemente, a velocidade diminua. Porém isso é instantâneo, pois, depois de frações de segundos, com a redução da velocidade, a força de viscosidade também diminui e, com isso, a aceleração também, fazendo com que a aceleração passe a zerar e, portanto, a velocidade passe a ser constante (seu módulo, direção e sentido) — chegou ao ponto de velocidade terminal: a maior velocidade que um corpo adquiri em "queda livre"), em t(3).
- t(4): t(4)>>t(3): O "câmera-man" atinge o equilíbrio dinâmico: o empuxo e a resistência do ar igualam-se ao peso, quer dizer, a força resultante torna-se zero, ou seja, aceleração resultante torna-se igual a zero e, conseqüentemente, fazendo com que a velocidade dele passe a ser constante. Vale lembrar que a velocidade do pára-quedista ficou constante bem antes da do "câmera-man". O primeiro sofria uma força de resistência do ar bem maior, fazendo com que sua velocidade diminuisse até chegar a zero mais rapidamente; já o último sofria uma força de resistência do ar bem menor, ou seja, sua velocidade reduzia muito pouco em função do tempo, fazendo com que ele chegue ao solo com uma velocidade muito grande.
- t(5): O "câmera-man" toca o solo com uma velocidade, em módulo, muito grande. Devido a essa velocidade imensa, a força resultante, que irá atuar nele, para zerar essa e, conseqüentemente, ele parar deve ser proporcional à velocidade. A força que ele sofrerá será a força normal, uma força de natureza eletromagnética, que surge quando 'algo' entra em contato com 'outro algo'. Essas forças (normal + empuxo) serão maior que o peso, fazendo com que a aceleração resultante aponte para cima e, consequentemente, a velocidade diminua até zerar e parar quase instantaneamente, sofrendo uma desaceleração violentíssima e, por isso, causando sua morte.
- t(6): O pára-quedista chega ao solo com uma velocidade infinitamente menor do que a do "câmera-man", fazendo com que a força resultante (normal + empuxo) seja bem menor do que a que esse sofreu e, conseqüentemente, sofrerá uma desaceleração bem menor, também. A desaceleração que o "câmera-man" sofreu, ou seja, o quanto sua velocidade diminuiu em função do tempo em que o vetor velocidade chegou a zero, foi muito grande, por isso ele morreu.

O problema do tempo de abertura do pára-quedas:

Há um tempo médio que devemos abrir o pára-quedas após a queda. Esse tempo tem que ser calculado para não esse não sofrer uma força resultante acentuada.
(Depois eu faço esses cálculos.)

Ilusão de óptica (problema causado pela desaceleração):

Em saltos com pára-quedas, o saltador e o câmera caem a mesma velocidade(não levando em consideração a diferença de massa entre ambos); ou seja, caem em repouso um com relação ao outro. Quando o saltador abre o pára-quedas, a impressão que nós temos — lembre que você está vendo a imagem fornecida pelo câmera — é de que ele sobe. Isso é uma ilusão causada pela desaceleração que ele sofre ao abrir os pára-quedas. De modo mais claro, você vê o pára-quedista subindo porque ele sofre uma desaceleração brusca, já você, que via ele caindo junto, passa a ver ele caindo mais lentamente, o que ocasiona a sensação de ele estar subindo — α < β < θ = γ =....= n.
A hipótese de subida:
sofre, por si mesma, a desaceleração, devido a diminuição do módulo do vetor velocidade instatânea). A força de viscosidade diSe ele realmente subisse, teríamos que ter uma força resultante apontando para cima, para esta "comer" o vetor velocidade — já que eles estão em sentidos opostos e em mesma direção - até ele zerar; depois disso, o vetor velocidade teria que apontar pra cima. Ora, mas isso é absurdo, porque quando a velocidade diminuisse - causada pela abertura do pára-quedas; esse produz uma força de viscosidade(força de arrasto/forças de atrito do ar/força de resistência do ar) muito elevada devido a área, "A", ser muito grande —, a força de viscosidade(Fv = 1/2.A.ρ.Cx.v²; A = área de contato pára-quedas/ar; ρ = densidade do ar; Cx = coeficiente de arrasto aerodinâmico do pára-quedas; v = velocidade instantânea do pára-quedista) diminuiria, também — dizemos que a força de viscosidade é "reflexiva", ou seja, é agente e paciente: ela produz a aceleração eminuindo, faz com que a aceleração diminua e, conseqüentemente, a velocidade não irá zerar e, muito menos, inverter seu sentido. (Obs.: Lembrem(-se) (de) que não é a velocidade que mata, e sim a desaceleração.)

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