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Força Peso e Força Motriz

O peso de um aeomodelo (força peso) é contrabalançada pela força de sustentação. A decolagem ocorre quando a força de sustentação torna-se maior que a força peso. Por isso, quanto mais leve um aeromodelo, melhor será seu desempenho em vôo tais como facilidade de decolagem/aterrissagem, melhor razão de planeio e subida, maior manobrabilidade, etc.

A força motriz é responsável pelo deslocamento do aeromodelo conforme a segunda lei de Newton ou lei do momento linear. Essa lei descreve a variação do momento linear por unidade de tempo, ou seja, uma força. Momento linear é igual ao produto da massa do aeromodelo pela sua velocidade. A hélice nada mais são do que asas rotativas. O princípio físico envolvido na hélice é o mesmo que atua nos perfis aerodinâmicos (terceira lei de Newton ou lei da ação-reação), isto é, o ar é empurrado pela hélice (ação) e a hélice empurra o ar (reação), onde o fluxo de ar (vento relativo) é contrário ao movimento das pás. A força (tração) que resulta do conjunto moto-propulsor contrabalança a força de arrasto existente em vôo.

Além disso, podemos aplicar a conservação do momento angular (produto do momento de inércia da hélice pela velocidade angular da hélice) ao movimento circular da hélice.

Conservação da Energia Mecânica

Um aeromodelo entra em vôo porque forças atuam sobre ele. A força motriz (tração) que atua no modelo realiza trabalho pois é exercida na direção de seu deslocamento, partindo de um ponto a outo no espaço. Então, trabalho é definido como sendo o produto de uma força, nesse caso a tração, pelo quanto o aeromodelo se deslocou. Lembrando que trabalho se refere sempre ao trabalho de uma força qualquer! No aeromodelo existe o trabalho motor (força atua no mesmo sentido do deslocamento), o trabalho resitivo (força atua no sentido contrário ao do deslocamento), etc.

Energia é a capacidade de realizar trabalho e, de acordo com o teorema da conservação de energia, a energia total (energia mecânica) em um aeromodelo se conserva. Ou seja, a energia mecânica de qualquer corpo é a soma das energia cinética (movimento) e energia potencial (gravitacional, nesse caso). A energia cinética é diretamente proporcional à massa e à velocidade do aeromodelo. Enquanto a energia potencial gravitacional depende da massa e da altura do aeromodelo em relação ao solo.

No VCC percebemos um ganho de energia potencial quando iniciamos uma decolagem ou uma subida com o modelo, isto é, o modelo, à medida que sobe, vai convertendo energia cinética em potencial. O contrário ocorre quando descemos ou pousamos o modelo, isto é, enquanto desce, o modelo vai convertendo energia potencial em energia cinética. Experimente um loop ou um wing-over e poderá verificar esses estágios de conversão de energia!

Toda e qualquer tipo de energia se conserva! Nesse caso, a energia fornecida aos nossos motores de nossos aeromodelos provêem da queima (combustão) do metanol.

Termodinâmica

Parte da energia, proveniente da combustão, é fornecida ao aeromodelo pelo motor, pois grande porcentagem é dissipada na forma de calor, ruído e atrito. Por mais que engenhoso seja o motor ou melhor seja o combustível e lubrificantes. Motor é uma máquina térmica e as leis que regem seus processos e ciclos são descritas pelas leis da termodinâmica. Num motor acontece trocas de calor com o meio externo, variação da energia interna (gases da combustão) e realização de trabalho. O ciclos termodinâmicos (ciclo de Carnot) permitem o motor funcionar de maneira contínua enquanto há conversão de energia térmica em energia de movimento sendo transmitida pelo conjunto pistão/biela/virabrequim/hélice.

Referências Bibliográficas:

Apostila Fundamentos de Aeronáutica - EMBRAER, edição 1991; de Souza, Homero Anchieta Furquim; Lourenção, Paulo Tadeu de Mello.

Aerodinâmica e Teoria de Vôo - Noções Básicas; Homa, Jorge M.

Hobby Esportes: Divulgação do aeromodelismo e lealdade com o desportista

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