O fenômeno da sustentação aerodinâmica é um caso paradigmático de consolidação e divulgação continuada de erros interpretativos e um dos fenômenos físicos que mais gerações perpassou. Em 2006, na revista A Física na Escola, em um artigo intitulado A Visão de um Engenheiro Aeronáutico acerca da Sustentação, Bernoulli e Newton, Charles N. Eastlake apresenta a sua visão sobre o mecanismo da sustentação aerodinâmica – o artigo foi um dos que serviram de base para o texto "A explicação para o voo e seu uso em sala de aula", publicado no Pion. Para o autor, tanto as explicações que passam pela “lei de Bernoulli” quanto as que se baseiam na(s) lei(s) de Newton podem ser aceitas.

Três anos após a publicação, foi proposto ao professor Pedro Magalhães Oliveira, do Instituto Superior de Educação e Ciências de Lisboa, que apresentasse uma contra-argumentação válida, no sentido de denunciar e esclarecer alguns erros de interpretação expostos no artigo de Eastlake.

Esta “disputa Newton versus Bernoulli” é recorrente na farta literatura disponível em livros e na Internet e põe frente a frente adeptos fervorosos de uma ou de outra interpretação.

Abaixo, você encontra um resumo dos argumentos de Oliveira, que podem ser conferidos na íntegra no artigo "Sustentação aerodinâmica: denunciando os erros do mecanismo físico", publicado na Física na Escola v. 10, n. 1, 2009.

Conservação do momento

Na visão clássica de Eastlake, a chamada lei de Bernoulli é válida como explicação da geração de sustentação aerodinâmica, nos termos da conservação da energia, bem como as leis de Newton nos termos da conservação do momento.

Em relação à conservação do momento, nada há de importante a retificar, pelo que a sustentação produzida é igual à alteração do momento do ar deslocado em sentido descendente por unidade de tempo.

Ou seja, a derivada parcial do momento linear em relação ao tempo é igual à massa vezes a derivada parcial da velocidade em relação ao tempo (a aceleração):

Mas a igualdade apresentada acima é apenas uma equivalência, ou seja, apresenta uma compatibilidade com a produção de sustentação e não é um mecanismo “ as is”. Nestes termos, não é correto afirmar que a conservação do momento explica a produção de sustentação.

Conservação da energia

Na sua obra Hydrodynamica, de 1738, Daniel Bernoulli afirmava que uma velocidade maior no escoamento de água tinha como efeito uma diminuição da pressão nas paredes do tubo, uma vez aberta uma secção que permitisse o escoamento do fluido. Sendo a densidade do fluido constante, a equação de Bernoulli pode ser escrita na seguinte forma

em que v é a velocidade, g é a aceleração da gravidade, h é a altura dos pontos considerados e p é a pressão estática.

Esta equação exprime, na forma completa, a conservação da energia mecânica, ou seja: a soma da energia cinética com a energia potencial gravitacional e a energia potencial de pressão é uma constante.

Quando aplicada a dois pontos de um fluido, 1 e 2, situados a um mesmo nível, vemos que, se p ₂ < p ₁ então v ₂ > v ₁. O grande problema em relação à explicação da sustentação aerodinâmica pelo “princípio de Bernoulli” é que o aumento da velocidade ocorre em consequência da diminuição da pressão, e não o contrário.

Em escoamento livre, uma maior velocidade não causa diminuição da pressão estática, pois esta é igual à pressão atmosférica envolvente. Todavia, se a pressão é menor a jusante no escoamento livre, a velocidade aumenta. A conclusão é a de que o teorema da conservação da energia mecânica não consegue explicar a causa da diminuição da pressão nem, portanto, o mecanismo da produção da sustentação aerodinâmica – Oliveira apresenta em seu texto outras duas “falácias clássicas” usadas para a explicação da maior velocidade do escoamento no extradorso da asa: o chamado “princípio dos iguais tempos de trânsito” e a “versão venturiana”.

Então qual é o mecanismo?

A força de sustentação é, na verdade, uma força de reação. O mecanismo reside na aceleração radial do fluido. Devido a interações moleculares de adesão, escoamentos de fluido viscoso tendem a aderir a superfícies, o que pode ser chamado de “efeito Coanda” no sentido amplo do termo – há, no entanto, inúmeros autores que entendem que este mecanismo é usado artificialmente para explicar a “aderência” do fluido à superfície da asa. Na verdade, ninguém sabe qual é a interação que justifica o conceito da chamada "camada-limite”, proposta por Prandtl no começo do século XX.

Para além da viscosidade, tal como qualquer fluido, o ar tem densidade ; massa em aceleração radial v ² /r provoca uma força centrípeta no fluido e uma força de reação centrífuga no perfil. A força centrífuga obtida pela aceleração radial dos elementos de volume de fluido é a responsável pela sustentação aerodinâmica. Ou seja, em escoamento livre, para haver produção de força de sustentação aerodinâmica, tem de haver alteração na direção do escoamento.

Para complementar, a diminuição da pressão estática verificada é uma consequência da aceleração radial de fluido, que diminui no sentido contrário à centrífuga, por reação de equilíbrio, em direção ao centro da curvatura.

Numa frase simples e perceptível: A força de sustentação dinâmica é igual à reação centrífuga gerada na aceleração radial do volume de fluido viscoso escoado em torno de um perfil.

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