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quinta-feira, 26 de maio de 2011

Robô que escala paredes


Só achei um erro na reportagem:

A vantagem deste método em relação à sucção é que o objeto fica pairando sobre a superfície a uma distancia minúscula (25 μm), sem jamais tocar nela, permitindo que o robô ande livremente sem gerar atrito
.
Se não gera atrito, qual a força que sustenta o peso?!

Pois, ao escalarmos uma superfície vertical (parede) precisamos vencer a força peso com uma outra força orientada para cima, normalmente agarrando-se à superfície ou através de um atrito entre a superfície e o corpo (que também pode ser entendido como um "agarre" entre as superfícies).
Isto é o que chamamos de equilíbrio translacional, ou seja, para que algo tenha um equilíbrio de translação é necessário que as forças se anulem.

Então não há como eliminar o atrito.
Aliás, o atrito é aumentado devido ao princípio de Bernoulli.

O princípio de Bernoulli diz que quanto maior a velocidade menor a pressão (e vise-versa).
Assim, o robô é "apertado" contra a parede, pois na região abaixo dele tem uma menor pressão, então a pressão atmosférica empurra ele contra a parede, pois é maior.

Mas esta força é horizontal e para sustentar o peso, que é uma força vertical para baixo, preciso de uma força vertical para cima.

Esta força vertical para cima é o atrito.

O atrito depende dos materiais que estão em contato (coeficiente de atrito), mas também depende de uma força de contato entre a superfícies (normal).

Neste caso o princípio de Bernoulli aumenta a força de contato ente o robô e a superfície e, consequentemente, a força de atrito.

Aceito que a força de "sucção" até ajude a sustentar o peso, mas apenas para o equilíbrio de rotação. Pois o robô tenderia a girar ao cair. Isso a força de "sucção" pode auxiliar.
Mas mesmo assim, ele poderia cair deslizando pela parede, sem girar, e apenas o atrito conseguiria segurá-lo.

ARTIGO ORIGINAL:

quinta-feira, 20 de janeiro de 2011

Efeito Magnus


A reportagem indicada saiu na Zero Hora do dia 20/1/2011 e fala do primeiro cargueiro movido a energia eólica.

O funcionamento deste cargueiro tem como base o efeito Magnus, descrito em 1852 pelo físico alemão Heinrich Magnus, mas já havia sido previsto por Isaac Newton em 1672 ao observar partidas de tênis em Cambridge.

Mas vamos a explicação do efeito.


O efeito Magnus funciona com base no princípio de Bernoulli que diz que:

Um aumento na velocidade do fluido implica em um decréscimo na pressão.

Vamos manter em mente o princípio de Bernoulli.
Como aumentar a velocidade de um fluido, no nosso caso o ar, em um dos lados do cilindro (como mostra a figura)?

Devido a viscosidade do fluido (no nosso caso o ar) ao tocar no cilindro em rotação o ar poderá ser arrastando (aumentando a sua velocidade) ou freado (reduzindo a sua velocidade) dependendo de qual lado de giro do cilindro o ar passa.

Uma aplicação muito conhecida do efeito Magnus é a curva que a bola de futebol pode fazer.
Que aliás, a nossa famosa jabulani tentou reduzir.

Por mais que vocês possam encontrar em sites na internet ou em livros didáticos o princípio de Bernoulli NÃO é responsável por fazer o avisão voar. Ele ajuda a estabilizar, mas não a fazê-lo voar.
O avião voa por causa da terceira lei de Newton, ou seja, o princípio da ação e reação.
O ar se choca na asa do avião e é empurrado para baixo (devido ao ângulo de ataque da asa) e a consequência é o avião ser empurrado para cima.

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