Voando com Bernoulli e Newton

Voar não desafia a terceira lei de Newton, pois para levantar a asa, o ar é empurrado para baixo.

Com o lábio inferior, segure uma folha de papel (de tamanho A5) e sopre horizontalmente sobre a folha para que ela levante. Em seguida, molhe o dorso de uma mão e segure-a na horizontal, próximo à borda inferior do papel, enquanto você sopra novamente sobre o papel. Em seguida, repita sem o papel (apenas deixe-o cair para evitar alterar a sua postura).

1. O que você sente no dorso da mão no momento em que o papel levanta? E o que isso significa?

2. Por que o papel levanta se você soprar sobre ele?

De acordo com Bernoulli, o fluxo de ar mais rápido sobre a asa leva a uma queda pressão que levanta o papel. Isso é verdade?
› Sim, como pode ser visto quando você segura o papel na vertical e assopra horizontalmente em cualquer um dos lados. Ele vai oscilar em direção do lado onde se assoprou.

Mas o que é essa sensação de frio na sua mão?
› É o vento, o ar soprado é desviado para baixo em direção à mão.

Por que você não sente isso sem o papel?
› É o contorno do papel pendurado que desvia o ar para baixo.

De acordo com a terceira lei de Newton, "a toda ação há sempre uma reação igual e oposta". Qual é a ação e reação na geração do ato de levantar, ou seja, qual é a força que puxa para cima?
› O ar desviado para baixo pode ser visto como a ação, e o levantar da folha de papel como reação.

Como a lei de Bernoulli prediz, o ar soprado rapidamente sobre o papel conduz a uma redução da pressão de ar por cima do papel em relação ao ar da parte de baixo. Essa diferença de pressão resulta numa força de levantamento no papel. No entanto, essa visão não é completa: o contorno da folha também desvia a corrente de ar descendente que pode ser sentida como uma brisa fria no dorso da mão. De acordo com a terceira lei de Newton, para esta ação (o ar sendo empurrado para baixo), tem de haver uma reação, neste caso o movimento do papel para cima.

O movimento de levantar que mantém os aviões no ar é um conjunto complexo de fenômenos físicos em que o princípio de Bernoulli desempenha apenas um papel menor – já que os pré-requisitos, especialmente o fluxo laminar e o meio não compressível, não se cumprem na asa de um avião. Contrariamente a muitas explicações dos livros escolares, o ar que passa por cima e por baixo da asa NÃO leva o mesmo tempo para atingir a extremidade da asa, mas o fluxo superior chega significativamente mais cedo. Esse é um dos efeitos que empurra o ar para baixo na extremidade da asa, e, de acordo com a terceira lei de Newton, levanta o avião.

Quando comparamos fotos de um helicóptero pouco antes da descolagem ou aterragem, pode-se ver claramente que o ar tem de ser empurrado para baixo para levantar uma aeronave.