1. A engenharia aeronáutica conta com muitos recursos para testar suas aeronaves antes de introduzi-las no mercado. A necessidade dos testes existe porque, antes de usar o produto final, é fundamental submetê-lo a diversos testes no sentido de ver como suportarão e como será seu desempenho.
    Um dos testes feitos com aeronaves em projeção e finalizaçăo consiste em avaliar o desempenho das asas da aeronave e, para tal, essas são submetidas a linhas de fluxo canalizadas. Para esse caso, tem-se uma aeronave submetida a linhas de fluxo, as quais dividem-se entre a parte superior da asa e a inferior.
Qual é a descrição correta do fenômeno ao qual está submetida a aeronave e como seria possível calcular sua velocidade nesse caso?
Assinale a alternativa correta.
A. A asa da aeronave está sujeita somente às forças de Coriolis e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equações da cinemática.
B. A asa da aeronave está sujeita somente à força da gravidade e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equações da cinemática e Bernoulli.
C. A asa da aeronave está sujeita somente às forças magnéticas e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equações da continuidade e de Bernoulli.
D. A asa da aeronave está sujeita somente às forças de Coriolis e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equações da cinemática e Bernoulli.
E. A asa da aeronave está sujeita a uma diferença de pressão e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equaçōes da continuidade e de Bernoulli.

Passo 1

O enunciado fala de um teste de aerodinâmica em que o ar flui sobre e sob a asa, criando duas linhas de fluxo distintas. O conteúdo que precisamos usar é mecânica dos fluidos, mais precisamente as equações da continuidade e de Bernoulli, para relacionar pressão e velocidade em diferentes pontos do fluxo.

Passo 2

O fenômeno observado é que, devido ao formato da asa, o ar passa mais rápido sobre a superfície superior e mais lento sob a inferior. Isso gera uma diferença de pressão entre essas duas regiões (princípio de Bernoulli), responsável pela sustentação. Em outras palavras, a asa está sujeita a uma diferença de pressão, não a forças de Coriolis, magnéticas ou apenas de gravidade.

Passo 3

Para calcular a velocidade do ar usamos duas ferramentas:
  1. Equação da continuidade, que expressa conservação de massa num escoamento incompressível:
A_1\,v_1 = A_2\,v_2
onde A é a área da seção de fluxo e v é a velocidade em cada região.
  1. Equação de Bernoulli, que relaciona pressão e velocidade ao longo de uma linha de fluxo horizontal e sem atrito:
p + \tfrac12\,\rho\,v^2 = \text{constante}
Comparando dois pontos (superior e inferior) temos
p_{\text{inf}} + \tfrac12\,\rho\,v_{\text{inf}}^2 = p_{\text{sup}} + \tfrac12\,\rho\,v_{\text{sup}}^2
e, conhecendo a diferença de áreas ou de pressões, podemos isolar v.

Passo 4

Como identificamos que o correto é reconhecer a diferença de pressão na asa e usar as equações da continuidade e de Bernoulli para calcular a velocidade, a alternativa certa é a letra E.

Resposta

E. A asa da aeronave está sujeita a uma diferença de pressão e, para calcular sua velocidade, deve-se usar as equações da continuidade e de Bernoulli.

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