Como funcionam os para quedas? Fala Amantes da Engenharia, recentemente tivemos um evento de uma queda de um caça da FAB que caiu em Parnamirim, em que felizmente o piloto não sofreu ferimentos graves. A aeronave apresentou problemas, o piloto conseguiu manobrar para uma área não habitada e ejetou.
E pensando nisso, quando se trata de salvar vidas, os paraquedas estão entre as invenções mais simples e eficazes. Mas como um paraquedas funciona em teoria? Jogue uma bola para o alto e, mais cedo ou mais tarde, ela sempre cai de volta ao chão.
Isso porque a Terra puxa tudo em sua direção com uma força chamada gravidade. Você provavelmente aprendeu na escola que a força da gravidade da Terra é aproximadamente a mesma em todo o mundo, ela varia um pouco, mas não tanto, e que se você soltar uma pedra pesada e uma pena leve do topo de um arranha-céu, a gravidade as puxa em direção ao chão exatamente com a mesma força. Se não houvesse ar ou tivéssemos um vácuo perfeito, a pena e a pedra atingiriam o chão ao mesmo tempo.
Na prática, a pedra atinge o chão muito mais rápido, não porque pesa mais, mas porque a pena com sua área de contato, acaba tendo maior resistência do ar, algo que chamamos de arrasto, e com isso ela desacelera. E o que causa a resistência do ar? Só porque o ar é invisível, não significa que ele não esteja lá.
A atmosfera da Terra é cheia de moléculas de gás, então se você quiser se mover pelo ar andando, dirigindo um carro, pilotando um avião ou pendurado em um paraquedas, você tem que empurrá-las para fora do caminho. Nós só realmente notamos isso quando estamos nos movendo em alta velocidade. A resistência do ar é um pouco como a forma como a água empurra seu corpo quando você está em uma piscina, só que no caso do ar, ele é invisível!
Se você pular de um trampolim ou fizer um mergulho de barriga, o formato estranho do seu corpo criará muita resistência e o fará parar rapidamente quando você cair na água. Mas se você pular de ponta com seus braços, seu corpo separará a água de forma limpa e você continuará a se mover rapidamente ao entrar nela. Quando você pula ou mergulha de barriga, seu corpo desacelera rapidamente porque a água não consegue sair do caminho rápido o suficiente.
No caso do paraquedas, o efeito de desaceleração é o que queremos. Se você cair de um avião sem paraquedas, seu corpo relativamente compacto voa pelo ar como uma pedra. Abra seu paraquedas e você cria mais resistência do ar, flutuando para o chão mais lentamente e com segurança, muito mais como uma pena.
Simplificando, um paraquedas funciona aumentando sua resistência do ar conforme você cai. Outro conceito interessante para o funcionamento dos para quedas é a velocidade terminal Quando uma força puxa algo, ela faz com que o objeto se mova mais rapidamente, fazendo com que ele ganhe velocidade. Em outras palavras, ela faz com que o objeto acelere.
Como qualquer outra força, a gravidade faz com que objetos em queda acelerem, mas apenas até certo ponto. Se você pular de um avião, seu corpo deve acelerar aproximadamente 10 metros por segundo a cada segundo que você estiver caindo ou 10 metros por segundo ao quadrado. Essa é a aceleração da gravidade, descrita como 10m/s2.
Se você estivesse alto o suficiente em um avião e saltar, depois de cerca de 100 segundos você teoricamente estaria caindo a cerca de 1000 metros por segundo ou 3600km/h, que é quase tão rápido quanto os aviões a jato mais rápidos. Na prática, isso simplesmente não acontece. Após cerca de 12 segundos, você atinge uma velocidade em que a força da resistência do ar, empurrando você para cima, aumenta tanto que equilibra a força da gravidade, puxando você para baixo.
Nesse ponto, não há aceleração líquida e você continua caindo a uma velocidade constante chamada de velocidade terminal. A velocidade terminal para uma pessoa em queda, com os braços esticados na posição clássica de queda livre é de cerca de 55 metros por segundo ou 200 km/h, o que ainda é rápido o suficiente para matá-lo, especialmente se você estiver caindo de um avião! Mas o quanto u As penas caem mais lentamente do que as pedras porque sua velocidade terminal é menor.
Então, outra maneira de entender como um paraquedas funciona é perceber que ele reduz drasticamente sua velocidade terminal aumentando sua resistência do ar enquanto você cai. Ele faz isso abrindo-se atrás de você e criando uma grande área de superfície de material com uma enorme quantidade de arrasto. Os paraquedas são projetados para reduzir sua velocidade terminal em cerca de 90 por cento para que você atinja o solo a uma velocidade relativamente baixa de talvez 5 a 6 metros por segundo, aproximadamente 20 km/h, o que idealmente, faz você pousar de pé correndo e sair ileso.
Mas existem paraquedas de todos os formatos, eles funcionam da mesma forma? Tradicionalmente, os paraquedas eram redondos, em forma de domo e, com suas linhas de suspensão penduradas, pareciam um pouco com águas-vivas quando caíam. Eles tinham orifícios de ventilação que permitiam que o ar escapasse, o que ajudava a evitar que balançassem enquanto desciam, e suas linhas forneciam uma direção muito básica.
A maioria dos paraquedas modernos é retangular, um design conhecido como ram-air. Eles têm várias células que inflam conforme o ar "impacta" neles, então eles formam uma asa aerodinâmica curva e bastante rígida, que é muito mais dirigível e controlável do que um paraquedas em forma de domo. Os paraquedas mais redondos ainda são amplamente usados por paraquedistas militares, porque funcionam bem para lançar muitas pessoas juntas, em uma área relativamente pequena e em altitudes relativamente baixas.
Isso porque os militares estão simplesmente tentando chegar ao solo rapidamente, não exibir sua técnica de paraquedismo. Já os para quedas recreativos, por outro lado, consideram os paraquedas redondos obsoletos isso porque praticamente todos eles agora usam o design ram-air. Usar um paraquedas para trazer uma pessoa em segurança de um avião para o chão é uma coisa, mas e se você tivesse que trazer um avião inteiro para descansar da mesma forma?
Esse era o desafio enfrentado pela NASA toda vez que o Ônibus Espacial, o avião espacial reutilizável, agora aposentado, retornava à Terra. Durante sua fase de lançamento, o Ônibus Espacial tinha um motor principal potente e propulsores de foguete para impulsioná-lo ao espaço. Mas quando ele retornava, não era nada além de um planador, flutuando pelo ar e contando com suas asas curtas para levá-lo para casa.
Uma vez que estava em segurança de volta à atmosfera da Terra, o Ônibus Espacial atingia sua pista de pouso de 4,5 km de comprimento a cerca de 350 km/h. Isso é bem mais rápido do que um avião a jato típico, que pousa a velocidades mais próximas de 240 km/h. Quando as rodas estavam no chão, a tripulação aplicava os freios para parar a nave com segurança, mas eles também usaram um paraquedas horizontal chamado de paraquedas de arrasto para ajudar na desaceleração.
Ele tinha cerca de 12 m de diâmetro e ajudava a reduzir a velocidade do ônibus espacial em cerca de 75% antes de ser descartado. Os paraquedas são usados também para lançar equipamentos pesados e suprimentos diretamente no campo de batalha. Paraquedas de carga podem ser gigantescos e projetados para suportar o peso de veículos, munições, alimentos e outros materiais essenciais.
Missões espaciais, como as de exploração em Marte, utilizam grandes paraquedas para desacelerar as sondas e rovers durante a entrada atmosférica, garantindo um pouso suave. A NASA utilizou paraquedas na missão Mars Rover, como na aterrissagem do rover "Perseverance" em 2021 Os paraquedas de arrasto são usados até em carros de corrida e aviões de caça para reduzir a velocidade após cruzarem a linha de chegada ou ao pousar, quando a frenagem convencional pode não ser suficiente. Um exemplo notável é o uso de paraquedas em carros dragsters de corrida.
E de que os paraquedas são feitos? Os paraquedas modernos são feitos de materiais sintéticos, como nylon e Kevlar, que oferecem alta durabilidade, flexibilidade e resistência ao desgaste, ao mesmo tempo que são leves. O nylon, por exemplo, é amplamente utilizado por ser resistente à água e ao calor, além de suportar grandes forças de impacto.
Já o Kevlar, conhecido por sua incrível resistência à tração, é utilizado em aplicações mais específicas, como em paraquedas de alta performance ou de carga pesada. Esses materiais substituíram os antigos tecidos de seda, proporcionando uma tecnologia mais eficiente e segura, essencial tanto para uso recreativo quanto militar e espacial. Se você chegou até aqui, e gostou do vídeo, aproveita para se inscrever se não for inscrito, deixe seu like, e ative o sininho das notificações e se achar nosso conteúdo interessante, considera se tornar membro para nos ajudar a continuar produzindo conteúdo aqui na plataforma e ser lembrado em nossos vídeos.
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