Energia Cinética e Movimento do Centro de Massa em Acidentes Aéreos

Alexandre Medeiros (PhD, University of Leeds – Professor de Física e Astronomia, UFRPE)

SÉRIE DE TEXTOS: A FÍSICA NO DIA A DIA

AUTOR: Alexandre Medeiros

TÓPICO: ENERGIA CINÉTICA E MOVIMENTO DO CENTRO DE MASSA

TÍTULO DO ARTIGO: Energia Cinética e Movimento do Centro de Massa em Acidentes Aéreos

Como podemos distinguir, de imediato, uma queda acidental de um avião de uma explosão por bomba em um atentado terrorista?

Do ponto de vista físico, trata-se de um problema de energia cinética e de conservação do momento linear, assim como do consequente movimento do centro de massa dos corpos em queda.

No caso de uma queda acidental, o impacto da aeronave com o solo se dá por inteiro ou por meio de algumas poucas partes grandes e separadas. A grande massa das partes individuais remanescentes na queda, aliada ao alto valor da velocidade terminal, confere a estas mesmas partes uma grande energia cinética. Ao tocar o solo, grande parte desta energia cinética transforma-se em trabalho mecânico, o que resulta no aparecimento de uma cratera de impacto e na concentração dos destroços em uma área de dimensões reduzidas.

No caso da explosão de uma bomba quando a aeronave ainda está em vôo, ela tende a se partir em um número bem maior de pequenos pedaços. Embora esses destroços da explosão sejam lançados nas mais variadas e imprevisíveis direções, o movimento do centro de massa da aeronave é perfeitamente previsível, pois ele se comporta como se o avião houvesse simplesmente desligado os seus motores e executado, a partir de então, o movimento de um projétil.

A razão de tal comportamento é o fato das forças atuantes na explosão serem todas elas forças internas ao sistema e por isso mesmo deve haver uma conservação do momento linear. As duas únicas forças externas atuantes no sistema são a força gravitacional e a resistência do ar. A força gravitacional atua do mesmo modo que atuaria se não tivesse havido a explosão, mas apenas um desligamento dos motores da aeronave.

De sua parte, portanto, o movimento do centro de massa dos restos da explosão segue uma trajetória parabólica. A influência da resistência do ar, entretanto, deforma sensivelmente esta parábola que continua sendo, porém uma primeira aproximação simplificada da trajetória do centro de massa dos destroços.

Esta situação é em boa medida fisicamente análoga à explosão de um foguete como o da figura abaixo.

Ao dividir-se em quatro partes, o centro de massa prossegue em seu destino, embora cada um dos destroços siga em uma direção particular.

Como consequência da explosão e do lançamento ao ar de vários pedaços menores do avião (com massas também evidentemente menores), o impacto individual dos mesmos não é suficiente para abrir uma cratera significante. Por outro lado, ainda, o fato do centro de massa da aeronave permanecer em seu movimento de projétil determina uma maior distribuição espacial das partes remanescentes. Este tipo de impacto com o solo, portanto, deve cobrir uma área de dimensões bem maiores que a do caso de um desastre acidental.

Assim, a simples observação da existência ou não de uma cratera significativa, aliada às dimensões da área de impacto já revelam indícios importantes do que pode ter ocorrido.

As duas fotos abaixo ilustram, em dois casos reais, aquilo que foi acima explicado.

Na foto da esquerda, temos o resultado do acidente aéreo com um avião Boeing 737, ocorrido em 22 de maio de 2010, em Nova Deli, no qual faleceram 166 pessoas. Note-se a cratera aberta à frente dos restos da cauda da aeronave e o fato de que os destroços ocuparam uma área de dimensões reduzidas.

Na foto da direita, temos o resultado da explosão por atentado terrorista de um avião Boeing 747, da Air India, sobre a Irlanda, em 23 de junho de 1985, no qual pereceram 329 pessoas. Não houve a formação de cratera e os muitos e pequenos destroços foram espalhados por uma enorme área de mais de dez quilômetros quadrados.

PARA CITAR ESTA FONTE: Medeiros, Alexandre. Energia Cinética e Movimento do Centro de Massa em Acidentes Aéreos. Física e Astronomia_Alexandre Medeiros, BLOG.

http://alexandremedeirosfisicaastronomia.blogspot.com/2011/11/energia-cinetica-e-movimento-do-centro.html. Acessado em 14 de Novembro de 2011. (atualizar a data)