Matemática e Física Na Teoria de Vôo

Matemática - As fórmulas matemáticas básicas usadas em teoria de vôo são:

1. Produto – é a mesma coisa que multiplicação. Por exemplo, o produto de 2 por 4 é igual a 8:

 

2. Quociente ou Razão – é a mesma coisa que divisão. Por exemplo, a razão entre 18 e 2 é igual a 9:

3. Quadrado – é o produto do número pelo próprio número. Como exemplo, o quadrado de 7 é 49, porque 7.7=49:

4. Cubo – é o valor obtido multiplicando um número por si mesmo, duas vezes sucessivas. Como exemplo, o cubo de 4 é 64, porque 4.4.4=65

5. Raiz Quadrada – Raiz quadrada de um número é um outro número que elevado ao quadrado, dá como o resultado o primeiro número. Como por exemplo, a raiz quadrada de 81 é 9, porque 9²=81.

6. “Diretamente Proporcional” – é um termo matemático que serve para indicar que uma certa grandeza varia no mesmo sentido de uma outra grandeza. Por exemplo, a distância percorrida por um automóvel em movimento é diretamente proporcional ai tempo de corrido, pois essa distância aumenta à medida que o tempo aumenta.

7. “Inversamente Proporcional” – é um termo matemático que serve para indicar que uma grandeza vai no sentido contrario

Física – noções básicas de Física básicas para Teoria de Vôo

1. Velocidade – é a distancia percorrida por unidade de tempo.
Km/h – quilômetro por hora
mph – milha por hora (1,609 km/h)
kt  - “knot” ou nó (1,852 km/h) 1kt = 1nm/h(milha náutica por hora)

2. Massa – é a quantidade de matéria contida num corpo. A massa é invariável. Por exemplo, um pacote fechado contendo 1kg de presunto sempre terá 1kg de presunto, mesmo que seja levado à Lua, onde a força da gravidade é menor que na Terra.
Kg – quilograma
lb – libra(0,4536kg)

3. Força – é tudo aquilo que é capaz de produzir ou modificar o movimento de um corpo. É impossível fazer um objeto movimentar-se, parar ou mudar de direção sem aplicar-lhe uma força.
kgf – quilograma-força
lbf – libra-força (0,4536 kgf)

4. Peso- É a força da gravidade. O peso é variável. Por exemplo, o peso de um objeto é maior nos pólos do que no equador, devido a maior proximidade do centro da terra. Na Lua, o peso de um objeto é menor do que na terra.

5. Trabalho – é o produto da força pelo deslocamento. Por exemplo, na figura abaixo, o bloco é deslocado com uma força de 40kgf, à uma distancia de 2m. O trabalho feito é igual a 40kgf.20m=80kgf.m

6. Potência – é o trabalho produzido por unidade de tempo. Para calcular a potência, multiplicamos a força pela velocidade:

Potência = Força . Velocidade

A potência é geralmente medida em HP (Horse Power). Um HP é a potência aproximadamente de um cavalo robusto, puxando um objeto com uma força de 76kgf, à uma velocidade de 1m/s(metro por segundo).

7. Aceleração é a variação de velocidade por unidade de tempo. Por exemplo, se um automóvel parado leva 10 segundos para atingir a velocidade de 40m/s, isso significa que a velocidade aumenta 4m/s a cada segundo. A aceleração portanto é igual a 4m/s². Matematicamente, a aceleração é diretamente proporcional à força aplicada e inversamente proporcional à massa do corpo.

 
8. Inércia – é a tendência natural dos corpos permanecerem em repouso ou em movimento retilíneo uniforme. Por exemplo, um trem parado não consegue atingir instantaneamente a velocidade de 100km/h, devido à sua inércia. Vale também o contrário: um trem em movimento não é capaz de parar instantaneamente, devido à sua inércia.

9. Densidade – é a massa por unidade de volume. Por exemplo, a densidade da gasolina é igual a 0,72kg/litro, ou seja, cada litro de gasolina tem a massa de 0,72kg.

10. Momento(ou Torque) – é tudo aquilo que pode causar rotação. Por exemplo, uma força aplicada sobre uma manivela faz aparecer um momento ou torque que produz o movimento de rotação em torno do eixo. Torque é um momento de torção, no entanto, utilizamos o torque para criar tensão. Na figura abaixo podemos ver que a medida que a porca e o parafuso são apertados, as duas chapas são unidas uma na outra. O Ângulo da rosca no parafuso converte a força aplicada em tensão (ou esticamento) no corpo do parafuso.

11. Ação e Reação – a Lei de Ação e Reação(ou 3ª Lei de Newton) afirma que a toda ação corresponde uma reação de igual intensidade, porém de sentido contrario. Por exemplo, se colocarmos um objeto pesando 2kgf sobre uma mesa, esta exercerá para cima uma força igual a 2kgf sobre o objeto

12. Vetor – é toda grandeza matemática que possui intensidade, direção e sentido. Por exemplo, um vento pode ser representado por um vetor de intensidade igual a 50km/h, com direção horizontal e sentido norte-sul. Na figura do item 11 acima, a ação e reação foram representadas por dois vetores(as setas) verticais com sentidos opostos. Por outro lado, certas grandezas não podem ser representadas por vetores, como a temperatura.
13. Pressão – é a força por unidade de área, Por exemplo, a pressão do ar no pneu de um automóvel é de aproximadamente 1,5 kgf/cm². Isso significa que a força exercida pelo ar em cada centímetro quadrado do pneu é igual a 1,5kgf.

14. Energia – é tudo aquilo que pode realizar trabalho. Existem diversos tipos de energia, como:

• Energia Cinética – é a energia contida nos corpos em movimento. Por exemplo, um caminhão em alta velocidade, no final de uma ladeira, possui uma energia cinética que o motorista pode aproveitar para vencer a próxima subida, ou seja, é uma energia que um corpo em movimento possui devido à sua velocidade.
• Energia Potencial Gravitacional – é a energia contida num corpo colocado em local elevado. Por exemplo, um caminhão no alto de uma ladeira possui energia potência gravitacional. Graças a essa energia, ele pode descer ladeira abaixo, mesmo sem a ajuda do motor, ou seja, é a energia que um objeto possui pronta para ser convertida em energia cinética.
• Energia de Pressão – é a energia acumulada nos fluidos sob pressão. Como exemplo, temos a energia do ar dentro do pneu de um automóvel, a energia dos gases produzidos pela explosão da pólvora de uma arma de fogo, etc.

15. Composição de Vetores – é um método que serve para determinar a resultante de vários vetores, a figura abaixo mostra um método prático para fazer a composição dos ventos produzidos por dois ventiladores colocados perpendicularmente, a fim de determinar a intensidade, a direção e sentido do vento resultante. Além das velocidades, as forças, acelerações e outros vetores podem ser compostos através do mesmo processo.
16. Decomposição de Vetores – é um método usado para determinar as componentes de um dado vetor. Por exemplo, um carro parado numa ladeira possui uma componente do seu peso que o mantém no chão, e uma outra componente que empurra para frente. Essas são duas componentes que podem ser determinadas através do método gráfico mostrado na figura.

17. Vento Relativo – é o vento aparente que sopra sobre um corpo em movimento na atmosfera, geralmente no sentido contrário ao do movimento. Por exemplo, se um avião estiver subindo num angulo de 20º, o vento relativo estará descendo na mesma velocidade do avião, também num ângulo de 20º.

18. Velocidade Relativa – é a velocidade de um corpo em relação a um outro corpo. Por exemplo, se dois automóveis aproximam-se em uma estrada em sentidos contrários, a 80km/h cada um, eles possuem velocidades relativas de 160km/h.
Se um automóvel movimenta-se a 80km/h e um outro automóvel à sua frente se movimenta a 60km/h, a velocidade relativa entre os automóveis é de apenas 20km/h.