Utilizando o princípio de Bernoulli, explique porque os guarda-chuvas e sombrinhas viram em dias de vento?
Passo 1
O enunciado pede: “Usando o princípio de Bernoulli, explique por que guarda-chuvas e sombrinhas viram em dias de vento.”
Conteúdo: Dinâmica dos fluidos – princípio de Bernoulli.
O que vamos precisar:
Conteúdo: Dinâmica dos fluidos – princípio de Bernoulli.
O que vamos precisar:
- Entender a equação de Bernoulli:
* Relacionar velocidade do vento (v), pressão § e a forma curva do guarda-chuva.
Passo 2
Primeiro, o que é o princípio de Bernoulli?
- Imagina um fluido (ar, no nosso caso) fluindo sem atritos grandes.
- A equação em forma simplificada (desprezando diferenças de altura,
, e efeito da gravidade) fica:
Aqui:
-é a pressão estática do ar.
-é a densidade do ar.
-é a velocidade do vento.
3. Seaumenta, a gente vê que sobe, logo tem que diminuir pra manter a soma constante.
Passo 3
Como isso vale pro guarda-chuva?
- O guarda-chuva é uma superfície curva: o vento bate por cima e passa “mais rápido” do que por baixo (porque a curvatura acelera o fluxo).
- Pelo Bernoulli, onde o ar vai mais rápido (parte de cima da sombrinha) a pressão
é menor. - Embaixo, o vento é mais lento, então a pressão
é maior.
Passo 4
Da diferença de pressão ao “flip” do guarda-chuva
- A diferença
gera uma força resultante pra cima sobre o guarda-chuva. - Se essa força for grande (vento forte) e aplicada longe do eixo de articulação (o cabo), ela cria um momento de torção que empurra o tecido para cima e vira toda a armação.
- Em resumo: vento rápido em cima → pressão baixa em cima, alta embaixo → força para cima + torque → guarda-chuva inverte.
Resposta
O guarda-chuva vira porque o vento faz o ar passar mais rápido sobre a parte curva (menor pressão lá em cima) e mais devagar embaixo (maior pressão), gerando uma força e torque que o “estoura” ao contrário usando o princípio de Bernoulli.