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Top Gun: Maverick e a Força G

03/06/2022 17:25

Vestibular

O sucesso dos anos 80 está de volta: Top Gun: Maverick está nos cinemas com uma nova história que promete encantar e emocionar os fãs de todas as gerações.

O filme lançado em 1986 se passa na Escola de Armas de Caças da Marinha dos Estados Unidos da América. Na nova edição, algumas áreas das Ciências foram protagonistas: os atores tiveram de voar em aviões reais e, durante as manobras, foram submetidos aos efeitos da Força G.

Nós conversamos com o prof. Dr. Joseph Youssif Saab Junior, do curso de Engenharia Mecânica da Mauá, que explicou a Força G com detalhes. Confira!

“A Força G é a força a que um corpo é submetido, expressa com relação à sua força peso.
Quando você acorda, para sair da cama você precisa exercer uma força de 1G (um gê) para se levantar. Isso porque a força peso do seu corpo é o resultado do produto da sua massa (por exemplo, 70 kg), pela aceleração da gravidade (9,81 m/s2). O resultado é que para você se levantar da cama diariamente, ou para subir uma escada, você precisa produzir uma força de aproximadamente 686 newtons.
Quando você entra com o carro em uma curva, você sente uma força lateral que parece te puxar para o lado de fora da curva. Essa força pode ser dividida pela sua força peso e indicada em “Gs”. Por exemplo, se a força lateral for de 343 newtons, ela será de 0,5 G (meio gê). Numa decolagem do Foguete Falcon 9 da Space X, os astronautas e a carga paga estarão sujeitos a uma força máxima, empurrando-os para cima da ordem de 6 Gs (até 6 vezes o peso das pessoas e dos objetos transportados).
Quando um avião ou uma moto iniciam uma curva, a força G aumenta e, para que as pessoas possam tolerar a força adicional, o veículo (avião ou moto) é inclinado de forma que a força se alinhe com a coluna vertebral do piloto, aumentando a tolerância à essa força adicional.  No caso das aeronaves, a inclinação das asas em uma curva demanda também aumento da sustentação para manter a curva em nível (sem perder altitude). A figura abaixo mostra a relação entre a inclinação da aeronave e a força G sentida:

Interpretação da figura acima:
Avião sem inclinação: força sentida pelo piloto = 1G (sua força peso).
Avião com inclinação de 20 graus: força sentida pelo piloto: 1,06 G.
Avião com inclinação de 60 graus: força sentida pelo piloto: 2,00 G.
Avião com inclinação de 80 graus: força sentida pelo piloto: 5,76 G.

FORÇA G x VELOCIDADE
A Força G tem relação com a variação da velocidade (módulo ou direção). Se a velocidade e a direção do movimento forem constantes, as pessoas não a sentirão.
Exemplo: independentemente se um veículo estiver se deslocando bem devagar ou a centenas de metros por segundo, a Força não será sentida.

FORÇA G x GRAVIDADE
Como uma força de 1G é a nossa experiência corriqueira na Terra (ou seja, de ter a nossa massa sujeita à aceleração da gravidade de 9,81 m/s2), a escala de Força G usa essa nossa experiência rotineira como unidade de medida.
Fora do campo gravitacional da terra e longe do campo gravitacional de outros corpos celestes, não temos peso. No entanto, podemos, mesmo no espaço, usar essa unidade de medida relativa decorrente da nossa experiência pessoal. A medida pode ser sempre convertida de volta para newtons, pois ela é referida ao campo gravitacional terrestre (campo de referência de 9,81 m/s2). O uso dessa escala, no entanto, não é necessário. Todo os veículos são equipados com acelerômetros que medem a aceleração em m/s².
Na maior parte do tempo, os tripulantes de uma espaçonave não sentem seu próprio peso, o que pode rapidamente reduzir sua massa muscular e óssea. Eles sentem Forças Gs somente em acelerações, ou seja, durante a ascensão, as mudanças de altitude de órbita (injeções trans orbitais), manobras e no regresso. Para preservar suas massas musculares e ósseas na ausência de gravidade, os astronautas recorrem a aparelhos de ginástica que recriam a força-peso artificialmente (como cintas elásticas que os comprimem sobre e esteira ergométrica). Os projetos de naves para grandes distâncias espaciais frequentemente preveem módulos que giram provocando gravidade artificial em decorrência da força centrífuga/centrípeta.

FORÇA G E SEUS LIMITES PARA OS SERES HUMANOS
Um ser humano típico, sem treinamento, pode suportar até 5 Gs antes de desmaiar. No caso de aeronaves de alto desempenho, como o F-14D TOMCAT usado na primeira edição do filme Top Gun ou os F-18C/D SUPER HORNETS usados na segunda edição, as manobras podem passar desse limiar, desde que fiquem abaixo da Força G que a estrutura da aeronave pode alcançar (em torno de 7,5 Gs para os aviões da Marinha Norte-americana). Para que os pilotos possam fazer essas manobras acima dos 5 Gs e com frequências, eles usam vestes especiais, denominadas Anti-Gs, que comprimem suas pernas quando o acelerômetro da aeronave detecta manobras de alto-G, assegurando que o sangue não deixe e cabeça e, portanto, o piloto não desmaie.
Em um dos parques da Disney (Epcot), há um simulador de lançamento de foguete, denominado Mission Space. Ao entrar, o visitante pode escolher o corredor laranja ou o corredor verde. No laranja o visitante irá fazer uma experiencia com mais Gs e, no verde, com menos Gs. “

E aí, já assistiu ao filme? O que achou? Conte para a gente nos comentários!

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