Um manual para aprendizes de piloto contém a seguinte passagem: Quando o avião voa em uma altitude constante, sem subir nem descendo, a força de sustentação que atua de baixo para cima sobre suas asas é igual ao peso do avião. Quando o avião está subindo com aceleração constante, a força de sustentação que atua de baixo para cima sobre suas asas é maior do que o peso do avião; quando o avião está descendo com aceleração constante, a força de sustentação que atua de baixo para cima é menor do que o peso do avião. Essas afirmações estão corretas? Explique.
Passo 1
Beleza, aqui o enunciado diz que um manual de piloto afirma:
- Em voo nivelado (sem subir nem descer), a força de sustentação (vamos chamar de
) é igual ao peso do avião (que é ). - Se o avião está subindo com aceleração constante,
. - Se ele está descendo com aceleração constante,
.
Isso é um problema de Física, mais precisamente Dinâmica (Segunda Lei de Newton). Para resolver, a gente vai usar a fórmula
onde
é a soma das forças na direção vertical e
é a aceleração vertical do avião.
Passo 2
Voo nivelado (aceleração
).
Segunda Lei de Newton diz:
Segunda Lei de Newton diz:
As forças verticais são a sustentação
para cima e o peso
para baixo. Como a soma é zero:
Ou seja, em voo nivelado,
.
Passo 3
Subida com aceleração constante (digamos
, pra cima).
Ainda usando
Ainda usando
agora a soma é
Reorganizando:
Como
é positivo (aceleração pra cima), temos
ou seja,
.
Passo 4
Descida com aceleração constante (agora
, pra baixo).
De novo
De novo
Mas como
é negativo,
também é negativo, então
logo
Resposta
Sim, as afirmações estão corretas. Elas seguem diretamente da Segunda Lei de Newton
aplicada na direção vertical do avião.