Biofísica do Voo, Notas de aula de Biofísica

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A Biofísica do vôo

Tipos de vôos desenvolvidos por animais

Evolução e adaptações para o vôo

Biomecânica do vôo

Denilson C. Resende resendedc@gmail.com

Na aula de hoje vamos estudar o Introdução o Tipos de vôos na natureza o Paraquedismo o Planeio o Propulsionado o Dinâmica do vôo o Diagrama das forças em um vôo o Lei das escalas biológica

Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

o Pára-quedismo o Deslocamento vertical para baixo (com redução de velocidade. o Força de arrasto ou arrastamento (resistência do ar) redução da velocidade depende da área efetiva de atrito (pára- quedas). o Planeio o Semelhante ao pára-quedismo, mas também ocorre deslocamento horizontal o Vôo propulsionado ou vôo propriamente dito o Existe realização de trabalho para a manutenção e locomoção no ar.

Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

O entendimento desta dinâmica nos ajudará nos estudo dos fósseis e com isso entender o comportamento paleontólógico.

Que existe algo entre a dinâmica e os animais? Sabemos que a dinâmica estuda as causas dos movimentos, e a causa é dada pela força, mas os pássaros, insetos, morcegos e etc. estão se movimentando a todo tempo, quais as causas deste movimento?

Tipos de vôos desenvolvidos pelos animais

Esquilo voador Galucomis volans

Animais planadores

Colugo ou lêmur voador Cynocephalus variegatus)

Animais planadores

Lagarto planador Draco volans

Peixe voador Cypselurus haterurus

Animais planadores

No paraquedismo temos apenas duas forças atuando sobre o sistema físico o peso do animal e a força de atrito que aqui chamamos de força de arraste P



Nesses movimentos a resistência do ar que é proporcional a , sendo v a velocidade do animal, normalmente n=1 para baixas velocidades e 2 para velocidades mais elevadas, como conseqüência dessa força, a aceleração do sistema é variável.

Animais planadores

K depende das dimensões do corpo e das características do meio, ou seja, de sua densidade. Quando v aumenta, também aumenta, no instante em que ela se iguala a força peso, teremos a=0,

Aplicando a segunda lei de Newton temos:

n z

n z

res A

v m

k a g

ma mg kv m

F P F

 

  

 

  

FA



Animais “realmente” voadores

Vôo Propulsionado

Neste tipo de movimento os animais realizam um trabalho. O vôo de um animal depende da forma de seu corpo inteiro, da forma de suas asas e de sua direção de batimentos.

o Aves, morcegos e insetos o A potência é fornecida pelos músculos que movimentam as asas o Quando a força de sustentação é maior que o peso do animal e a força de impulso for maior que o arrasto então o animal executará um vôo ascendente e acelerado

Animais “realmente” voadores

Evolução para o vôo

o Hipótese arborícola

o Hipótese terrestre o Hipótese Jesus Cristo (lagarto Basilicus sp)

• Reconstrução de fóssil de dinossauro de 80 milhões de anos encontrado no deserto de Gobi na Mongolia, mostrando que a miniaturização foi um marco para o surgimento das aves e um precursor necessário para o vôo (Credito: F. Ippolito, American Museum of Natural History).

Evolução para o vôo

Biomecânica do vôo

o Efeito asa e efeito aerofólio na mão do

lado de fora do carro

o Faça isso em casa (ou melhor no

carro) mas nunca dirigindo!!

Princípio de Bernoulli

Daniel Bernoulli (1700-1782)

Quanto maior a velocidade de um fluido menor será a sua pressão. E vice-versa!