O que é a força de resistência do ar? |
O que é a força de resistência do ar?
Por Kenneth W. Michael Wills Atualizado em 17 abril, 2017 Traduzido por Filipe Romao
A resistência do ar é a força que se opõe ao movimento de um corpo. Tal força atua no sentido oposto ao do objeto, sendo esta uma força de reação. A causa desta resistência se dá pelo choque das moléculas e átomos de um e de outro. Quando um corpo está em movimento, seus átomos e moléculas colidem com os átomos e moléculas do ar. Essas pequenas colisões se transformam em uma grande colisão. No entanto, a força de resistência do ar é dependente da velocidade.
Aviões usam a resistência do ar para permanecer no ar e seguir sua trajetória (Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images)
Resistência do ar e velocidade
Mesmo quando você anda, a resistência do ar trabalha contra você, embora muito suavemente. Por sua baixa velocidade, você não o notará a menos que seja um dia de muito vento. Entretanto, quando você corre, mesmo em um dia calmo, os efeitos tornam-se mais perceptíveis, principalmente no seu rosto, quando do ar trabalha na direção contrária, correndo contra o seu corpo. A razão é que, à medida em que você acelera, a colisão dos átomos e moléculas acontece em um ritmo mais rápido e com maior força. Isso se traduz na força de resistência do ar cada vez maior à medida em que a velocidade dos objetos aumentam, seja do corpo ou do vento.
Teste de foguete (Sandia National Laboratories/Photodisc/Getty Images)
Resistência do ar e massa
Considerando apenas o tamanho do corpo — e não a capacidade atlética — pessoas menores da mesma idade normalmente podem correr mais rápido do que pessoas maiores. A razão é a força de resistência do ar. Quanto mais rápido um objeto se move, maior a resistência do ar, ou seja, quanto maior o objeto, mais ar o objeto deve deslocar para se movimentar. Isso significa que, para uma pessoa maior, durante uma corrida, não é necessário apenas superar a resistência do ar gerada em função da velocidade acelerada, mas também a resistência do ar adicional devido ao seu tamanho e forma maiores.
Aerogeradores funcionando através da resistência do ar (Hemera Technologies/AbleStock.com/Getty Images)
Resistência do ar e forma
Carros, ônibus, trens, aviões e até barcos necessitam superar a resistência do ar a fim de levar as pessoas entre o ponto A e o ponto B. Os veículos de transporte, por razões óbvias, são muito maiores do que a média de dimensões humanas e devem se mover muito mais rapidamente para justificar o investimento. Portanto, os veículos de transporte devem superar forças bem maiores de resistência do ar devido às velocidades mais rápidas e maiores massas. Para ajudar a alcançar este objetivo, os fabricantes de veículos tentam de reduzir o arrasto. Este processo de desenho da forma do veículo, no entanto, é complexo e, em muitas vezes, pode vir a produzir ainda mais arrasto. Normalmente, esses desenhos são continuamente modificados e sujeitos a vários testes em túneis de vento para melhorar sua eficiência.
Formas retas tendem a ter maior arrasto (Ablestock.com/AbleStock.com/Getty Images)
Para objetos em movimento no ar, outra força que afeta a resistência do ar é a gravidade. Essa força está constantemente empurrando os corpos na direção do solo, enquanto a resistência do ar os empurra na direção oposta ao movimento do objeto. Na maioria dos casos, a força da gravidade é muito mais forte do que a resistência do ar e, eventualmente, o objeto tende a atingir o solo. Para que um avião supere a gravidade, ele deve produzir um empuxo para mantê-lo no ar. Planadores alcançam esse objetivo através da concepção aerodinâmica de suas asas utilizando, assim, o trabalho da resistência do ar a favor do planador.