Dinâmica do Movimento: Arrasto, Projéteis e Efeito Magnus

A Aerodinâmica da Bola de Golfe

A bola de golfe é cheia de buracos pequenos (sulcos, ou alvéolos) porque estes diminuem a resistência do ar (arrasto). Assim, ela consegue atingir uma distância quase duas vezes maior do que uma bola lisa do mesmo tamanho.

No caso da bola de golfe, cada um dos cerca de 330 alvéolos cria uma pequena turbulência. São minicorrentes de ar que se somam e acabam empurrando a corrente principal para trás. Assim, a resistência do ar, que tende a frear a bola, passa a ser menor. A bola pode, então, se deslocar por uma longa distância.

Tipos de Arrasto (Resistência do Ar)

Os principais tipos de arrasto são:

• Arrasto de Onda
• Arrasto de Forma
• Arrasto de Fricção

Arrasto de Fricção

Força de resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido (líquido ou gás). O arrasto de fricção é composto por forças que agem em direção paralela à superfície do objeto.

Arrasto de Onda

Resistência criada pela diferença de pressões entre diferentes lados do corpo que se move através do fluido.

Fatores que Influenciam o Arrasto de Onda

• Velocidade do fluido
• Densidade do fluido
• Temperatura do fluido
• Posição, forma e tamanho do corpo
• Viscosidade

Características do Lançamento de um Projétil

Um projétil é um corpo em queda livre que está sujeito apenas à força da gravidade e à resistência do ar.

A componente vertical do movimento é diretamente influenciada pela força da gravidade, enquanto a componente horizontal, idealmente, não sofre qualquer influência (desconsiderando o arrasto). Uma vez em trajetória aérea, o projétil não sofre influência das ações humanas que o lançaram.

Fatores que Influenciam a Trajetória

A trajetória (o percurso aéreo feito por um projétil) pode ser influenciada por três fatores principais:

1. Ângulo de Projeção: Representa a direção na qual um corpo é projetado em relação à horizontal.
2. Velocidade de Projeção: Define a magnitude da velocidade inicial, determinando o comprimento da trajetória de um projétil.
3. Altura de Projeção: Representa a diferença entre a altura de projeção e a altura de aterragem.

Ápice

O Ápice é o ponto mais alto na trajetória de um projétil.

Vínculos (Restrições Mecânicas)

Os vínculos são caracterizados por serem pontos de transferência significativa de energia mecânica (de um corpo para outro) e por definirem o eixo de rotação dos segmentos vinculares.

• Vínculos Internos: São vínculos entre os elementos articulares (entre segmentos do nosso corpo/articulações).
• Vínculos Externos: São vínculos com o meio externo.

Atrito e Efeito Magnus

Fatores da Magnitude de Atrito

• Irregularidade e dureza das superfícies
• Interação molecular e mecânica entre as superfícies
• Força de reação

Efeito Magnus

É o fenómeno pelo qual a rotação de um objeto altera a sua trajetória em um fluido (líquido ou gás).

Este efeito pode ser observado quando um jogador de futebol chuta a bola com efeito em direção à baliza (golo), e esta faz uma curva no ar.

Diagrama de Corpo Livre (DCL)

O Diagrama de Corpo Livre é um esquema onde fazemos a análise do corpo isoladamente, isto é, livre de vínculos físicos.

Tipologia Mecânica do DCL

Representação gráfica de todas as forças e momentos que atuam sobre o corpo a ser estudado.