The Physics of the First-Ever Supersonic Skydive

An Austrian daredevil is gearing up to make the world’s highest skydive on Monday (Oct. 8), um salto de alta altitude de 23 milhas acima da Terra que promete quebrar mais de um recorde se tudo correr de acordo com o plano.

o paraquedista veterano Felix Baumgartner, 43 anos, fará o salto, tornando-se assim a primeira pessoa a cair livre mais rápido do que a velocidade do som. Seu paraquedismo também será o mais alto de sempre, supercedendo um recorde estabelecido em 1960 pelo Capitão da Força Aérea dos Estados Unidos Joe Kittinger por mais de 5 quilômetros.,mas qual é a física desta situação?um balão cheio de hélio elevará Baumgartner, sentado dentro de uma cápsula customizada, a uma altitude de 120.000 pés (36.576 metros). A essa altitude, que registra nos escalões superiores da estratosfera, a atmosfera é uma mera inkling de seu eu de nível do mar, exercendo uma pressão inferior a 0,5% de seu valor perto do solo. Mesmo se gradualmente aclimatado, os seres humanos não podem sobreviver muito acima de 26.000 pés sem um tanque de oxigênio, então um muito mais loftier Baumgartner definitivamente vai precisar de oxigênio suplementar.,quando o pára-quedista sai de sua cápsula e mergulha no vazio, ele vai acelerar por aproximadamente 30 segundos antes de atingir sua velocidade máxima, explicou Michael Weissman, um físico da Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. Weissman estima que a velocidade de Baumgartner atingirá o máximo acima da velocidade do som ao nível do mar, que é de cerca de 760 milhas por hora (1.225 quilômetros por hora).

Baumgartner pára de acelerar devido a colisões com moléculas de ar., Chamada de “força de arrasto”, a resistência ao ar opõe-se ao movimento descendente de um corpo em queda, contrariando a força descendente da gravidade, empurrando o corpo para cima. Quanto mais rápido o corpo cai, maior a resistência do ar que experimenta, e assim, a uma certa velocidade máxima, chamada de velocidade terminal, a força de arrasto torna-se igual e oposta à força gravitacional. Com as duas forças equilibradas, o corpo já não acelera.em circunstâncias normais, atingir a velocidade terminal significa que a velocidade se mantém constante, mas isso só é verdade quando as forças externas permanecem constantes., No caso deste pára-quedismo, explica o físico Louis Bloomfield da Universidade da Virgínia, a atmosfera circundante engrossa dramaticamente à medida que Baumgartner cai, de modo que a força de arrasto exercida sobre ele pelo ar aumenta constantemente. Consequentemente, a velocidade terminal local cai à medida que a altitude cai. “à medida que ele desce, a velocidade terminal local vai diminuir e assim ele vai abrandar gradualmente até chegar aos 100-200 mph de paraquedismo próximo do nível do mar”, Bloomfield disse aos pequenos mistérios da vida.,

nesse ponto, Baumgartner entra em águas seguras: a queda se transforma em uma paraquedista comum. Mas o que acontecerá ao seu corpo antes desse ponto, quando ele mergulhar pela estratosfera à velocidade do som?por um lado, de acordo com Bloomfield, uma onda de choque, também conhecida como um estrondo sônico, envolverá seu corpo. “Ele vai colidir com o gás tão rápido que ele não pode fluir para fora de seu caminho, porque ele efetivamente não sabe que ele está vindo”, disse ele.

Em segundo lugar, essas colisões de alta velocidade com o ar irá gerar uma enorme quantidade de calor.,”quando ele está perto da velocidade máxima, quase toda a energia potencial gravitacional que ele perde caindo é convertida em calor”, disse Weissman. Se ele e seu terno pesarem juntos na vizinhança de 220 libras (110 kg), ele produzirá cerca de 300 quilowatts de calor quando cair a velocidades sônicas.”se esse calor fosse simplesmente atirado para o pára-quedista, ele aqueceria quase 1 graus Celsius por segundo, o que seria rapidamente fatal”, disse ele., “É claro que a maior parte desse calor vai para a atmosfera, mas não parece uma boa ideia estar perto do equivalente a 200 secadores de alta potência por muito tempo sem alguma proteção.assumindo que o fato de Baumgartner oferece a proteção que ele precisa, ele deve sobreviver à queda. Mas Weissman apontou que o próprio ato de fazer essa suposição sugere que esta façanha é perigosa. “Como regra geral, eu diria que qualquer coisa extrema e sem precedentes tem Perigos especiais”, disse ele., “Neste caso, o longo período dependente da proteção do oxigênio e do calor do traje levanta questões não enfrentadas por um pára-quedista comum. Em outras palavras, há mais ‘supondo’ necessário aqui.se Baumgartner está preocupado, ele não está mostrando. “Sinto – me como um tigre numa jaula à espera de sair”, disse ele numa declaração.

esta história foi fornecida pelos pequenos mistérios da vida, um local irmão para a Livesciência. Siga Natalie Wolchover no Twitter @nattyover ou os pequenos mistérios da vida @llmysteries. Também estamos no Facebook & Google+.,

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