Princípios físicos que permitem a um avião voar.

2 horas-aula de 50 minutos.

-Trigonometria. -Vetores.

 

 Como um avião pode voar?

Primeira Aula

1. Motivação

1.1. Apresentação do Problema:

- Comece a aula apresentando aos alunos a importância dos aviões para viagens de longa distância, comparando-as com outros meios de transporte como navio, barco ou ônibus, por exemplo.

-Comente um pouco sobre aspectos históricos da aviação, como o vôo de Santos Dumont com o 14-bis.

- Lance aos alunos a pergunta de por que um avião voa.

- Ouça as opiniões e as hipóteses apresentadas pelos alunos.

1.2. Apresentação de Vídeos:

- Apresente para os alunos vídeos de aviões em vôo, tais como:

   

Video 1:  Avião da esquadrilha da fumaça.

 

 

Video 2:  Dois aviões da esquadrilha da fumaça.

 

2. Física do vôo de um avião

- Inicie a parte física com a apresentação das principais forças atuantes em um avião: sustentação, arrasto, tração e peso.

 

-Discuta com os alunos o conceito de equilíbrio de forças que permite ao avião ficar no ar.

-Discuta com os alunos a sustentação das asas de um avião causada pela diferença de pressão entre as partes superior e inferior das asas do avião.

- Aprofunde a discussão com os alunos apresentando os conceitos de ângulo de ataque, ângulo de ataque crítico e estol, ou estimule uma pesquisa sobre esses aspectos do vôo.

-Discuta com os alunos o porquê de o avião voar com base nos conceitos físicos desenvolvidos .

-Discuta o equilíb rio de forças e as diferenças de pressão para o ente ndimento do vôo de um avião.

- Apresente e discuta a equação de Bernoulli, enfatizando seu papel na sustentação.

-Discuta com os alunos sobre os movimentos dos vôos da esquadrilha da fumaça, procurando a explicação física para cada movimento apresentado. Use um vídeo pa ra ilustr ar os movimentos e procure fazer com que todos os alunos participem da discussão com explica&c cedi l;ões. Oriente a discussão para as explicaçõ es físicas.
 

 

Segunda Aula

3. Atividade Prática: Construção da asa de um avião

Esta atividade consiste em mostrar, experimentalmente, como um objeto com peso ma ior do que o ar pode voar.

-Organize os alunos em grupos e obtenha os seguintes materiais para a atividade prática a ser realizada por cada grupo:

Material:

Cartolina
Régua
Tesoura sem ponta
Cola
Canudo de refresco
Linha de pesca
Dois cabos de vassoura
Ventilador

-Oriente os alunos de acordo a seguinte procedimento:

Procedimento:

1. Corte uma tira de cartolina nas dimensões de 30 cm de largura por 10 cm de comprimento.
2. Dobre a tira de cartolina pela metade.
3. Passe cola ao longo de 1 cm de uma das extremidades e cole a 4 cm da outra extremidade.
4. Faça furos na cartolina para passar o canudo de refresco.
5. Cole o canudo de refresco na cartolina, mantendo-a encurvada.
6. Passe a linha de pesca pelo canudo de refresco e amarrar as pontas cada uma das pontas a cada um dos cabos de vassoura.
7. Vire o perfil da asa de avião contra o ventilador.
8. Ligue o ventilador (vento).
9. Procure a inclinação adequada do fio em relação ao vento, para que asa possa subir através do fio.

A figura abaixo ajuda a ilustrar o procedimento:

 

 

 

4. Avaliação:

-Discuta com cada grupo os resultados que obtiveram com o experimento da aula prática.
-Peça aos alunos que alunos escrevam um relatório com as razões físicas dos resultados obtidos no experimento que fizeram na aula prática.
-Peça aos alunos que façam uma redação, de no mínimo 15 linhas, explicando por que o avião voa.
-Fale para os alunos que a redação deve conter:
a) Como as forças de sustentaçã o, arrasto, traç&ati lde;o e peso atuam sobre o avião;
b) Como a diferença de pressão nas asas contribui para a sustentação.
c) Como a equação de Bernoulli perm ite entender a sustentação de um avião.
 

Vídeo histórico da aviação: vôo 14-bis: http://www.eesc.usp.br/smm/aeronautica/14bis/14-Bis.mov. Artigo científico sobre o ensino da física do vôo: http://www.sbfisica.org.br/fne/Vol7/Num2/v13a07.pdf, N. Studart e S.R. Dahmen, A física do vôo na sala de aula, Física na Escola, v.7, n.2, 2006.

Atividade prática de construção da asa de um avião. Relatório sobre os princípios físicos dos resultados obtidos na atividade prática. Redação individual dos alunos sobre como o avião voa.