Aerogami: Helicóptero de papel

Capa: . Acervo pessoal Aline dos Santos Silva.

Bem vindos ao episódio do Helicóptero de papel.

Temporada Investigando Aviões de Papel.

Comandante Aline dos Santos Silva. Física. Mediadora Comandante. Orientador Paulo Henrique Colonese. Bolsa Auxílio Espaço Ciência Viva.

Aerogamis: de aero + gami (origami): Origamis Voadores

O mais incrível sobre um avião de papel é que só precisamos de uma folha de papel e criatividade, nada mais. E, na maioria das vezes, nem precisamos de tesouras, cola, fita ou clipes de papel, exceto para adornos e acréscimos de detalhes especiais. 

Algumas dobras, alguns ajustes e pronto, você tem um incrível avião de papel.

O atributo alt desta imagem está vazio. O nome do arquivo é start-up-company-and-motivation-in-business-concept-1024x576.jpg
Avião de Papel com sombra de foguete sobre parede. Licença Freepik Premium. https://br.freepik.com/black-salmon

 As propriedades do papel, sua forma, seu tamanho, sua massa e especialmente suas proporções, fornecem ao avião todos os atributos de que ele precisa para voar e as dobras vão lhe dar características especiais para os tipos de vôo que realizam.

Uma aeronave diferente…

Você com certeza já viu um helicóptero sobrevoando o céu, não é mesmo? Já parou para observar como o voo dele é diferente do voo de um avião de viagem?

Os helicópteros são aeronaves que, diferentemente dos aviões com asas fixas, possuem asas rotativas (as hélices). Essa configuração de asas dá liberdade para que os helicópteros possam levantar voo e pousar na vertical, pairar no ar e se movimentar, rapidamente, para as laterais, para frente e para trás.

Isso o torna uma aeronave bem versátil, sendo usada para resgates em áreas de risco, para carregamento de mantimentos e outras cargas, para o jornalismo, para passeios aéreos, entre outras funções.

Que tal aprender a fazer uma versão simples e rápida de um helicóptero de papel ?

MATERIAL NECESSÁRIO

  • 1 folha de papel tamanho A4;
  • 1 tesoura sem ponta;
  • 1 régua;
  • Clips de papel de tamanhos variados;
  • Lápis.
Materiais necessários. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

A folha A4 é de uma família de folhas (A) que possui uma proporção especial entre seu comprimento e sua largura. A folha A “4” possui as medidas: largura de 21 cm e comprimento de 29,7 cm. Estas medidas estão na proporção C/L = 1,4142. Este valor é aproximadamente a raiz quadrada de 2 = 1,4142…

Esta proporção é considerada especial pois relaciona a folha retangular ao retângulo quadrado. Esta proporção é a mesma encontrada entre as medidas do lado e da diagonal de todos os quadrados. Isto significa que se tivermos um quadrado com lado de 21 cm, a sua diagonal tem cerca de 29,7 cm.

Então a família de folhas A tem a mesma proporção que a diagonal D e o lado L de um Quadrado (D/L).

Esta proporção é muito usada em aviões de papel.

Montando o helicóptero

Com seu papel nas mãos, siga o passo-a-passo abaixo para fazer sua versão do helicóptero de papel.

Uma dica: pinte um dos lados do papel para ficar mais fácil identificar a frente e o verso.

Com o restante da folha A4, faça outros modelos de helicóptero com tamanhos variados!!

Hora de lançar!

Essa é a hora mais divertida! É a de ver a aeronave em ação!

Primeiro, veja se o seu aerogami está simétrico, ou seja, se os dois lados estão do mesmo tamanho. A simetria é muito importante pois, caso o seu helicóptero esteja com um lado maior que o outro, ele não voará muito bem!

Existem várias maneiras de brincar com o helicóptero. Aqui, vamos indicar duas delas:

  • Suba – com a supervisão de um adulto – em um lugar alto, como uma cadeira ou uma escada e simplesmente solte o helicóptero;
  • Lance o helicóptero: segure pelo clips e jogue-o para cima ou para a diagonal.

No vídeo abaixo tem um exemplo de lançamento.

Estilo de lançamento. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva

Criar e Investigar

Vamos aumentar a diversão e explorar alguns desafios??

Abaixo investigaremos, através dos desafios, o que acontece com o voo do helicóptero ao mudarmos alguns detalhes.

DESAFIO 1. Experimente diferentes tipos de clips

Teste usar um clips maior do que o que usou no início. Você pode, também, usar mais de um clips de mesmo tamanho.

Notou alguma mudança na queda do helicóptero?

DESAFIO 2. Experimente diferentes tamanhos de hélices

Ao fazer a marcação para o corte das hélices (a usada como padrão foi a medida de 7 cm), experimente fazer esse corte maior e, também, menor.

Diferentes tamanhos de hélices. Da esquerda para a direita: Hélice de 10 cm, de 7 cm e de 5 cm. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva.

Note que, ao modificar o comprimento da hélice, o comprimento do eixo do helicóptero também é modificado.

DESAFIO 3. Experimente diferentes larguras para o eixo

O eixo do helicóptero do passo-a-passo foi feito usando as medidas padrão de 1,5 cm para cada lado (eixo de 2 cm). Use medidas maiores e menores para formar o eixo.

O helicóptero da esquerda foi feito com as medidas de 1 cm de cada lado, deixando o eixo com 3 cm de largura.

O helicóptero da direita foi feito com as medidas de 2 cm de cada lado, deixando o eixo com 1 cm de largura. Para deixá-lo com essa medida, dobramos cada lado duas vezes.

Diferentes larguras de eixos. Da esquerda para a direita: eixo de 3 cm, de 2 cm e de 1 cm. Acervo pessoal de Aline dos Santos Silva.

Mude, também, o tamanho da dobra feita na parte de baixo antes de prender o clips.

DESAFIO 4. Brincando com as hélices

Vamos analisar cada uma das situações abaixo?

  • O que acontece se deixarmos apenas uma hélice dobrada?
  • E se as duas estiverem para cima?
  • E se as duas estiverem para o mesmo lado?
  • E se invertermos o lado da dobra de cada uma delas? (será que ele gira para o lado contrário?)

DESAFIO 4. Compare os modelos feitos após os desafios

Agora é a hora de fazer uma competição e ver qual modelo ganha as categorias a seguir:

  • Qual modelo chega mais rápido ao chão? (O mais pesado, o mais leve, com hélices maiores ou hélices menores?)
  • Qual modelo gira mais?

Você pode ampliar a competição fazendo outros modelos de helicóptero de papel. Indicamos alguns links com modelos diferenciados abaixo:

Dinâmica de voo

Quando você lança ou solta seu helicóptero e ele começa a cair, o ar que está abaixo dele começa a resistir a essa queda e acaba dando um “empurrãozinho” nas hélices, fazendo com que elas levantem um pouco.

E o que faz ele girar?

É o fato de ele possuir duas hélices iguais, dobradas para lados diferentes. Cada uma delas vai sentir o “empurrãozinho” do ar e vão se inclinar. Uma parte do ar que bate nessas lâminas inclinadas acaba indo para as laterais das hélices e para a horizontal.

Agora vamos pensar com calma: se temos uma parte do vento empurrando o helicóptero para a direita, isso faz com que ele voe em direção ao lado direito. Do mesmo modo, se temos uma parte do vento empurrando o helicóptero para a esquerda, isso faz com que ele voe em direção ao lado esquerdo. No caso do nosso modelo de papel, esses empurrões ocorrem para os dois lados, o que dá esse efeito de giro ao cair!

Como funcionam as hélices de um helicóptero

Um helicóptero é formado por duas hélices: a hélice maior ou horizontal – que fica na parte de cima do corpo da aeronave – e a hélice menor ou vertical – que fica na parte da cauda da aeronave.

A hélice maior é a responsável pela elevação e sustentação do voo do helicóptero. Ela é formada por um conjunto de pás e um eixo ligado ao motor. Quando começa a girar, movimenta a massa de ar abaixo dela, gerando uma força contrária que faz a aeronave subir, assim como ocorre com os aviões.

O diferencial em relação a aeronaves de asas fixas está no fato de que o movimento da hélice do helicóptero gera um efeito conhecido como torque.

Torque é uma força que tem como efeito a rotação de um objeto em torno de um eixo. Um exemplo é a abertura de uma porta. A força aplicada para abrir a porta, gera um torque que faz com que a porta gire em torno da dobradiça.

Mas isso faria com que o helicóptero real, assim como ocorreu com o nosso modelo de papel, ficasse girando enquanto estivesse voando – o que não seria muito legal.

Para que seja possível anular esse torque, é necessário que exista uma força de mesma intensidade mas de sentido contrário àquela gerada pela hélice maior, ou seja, precisamos de algo que se movimente na direção contrária ao movimento da hélice horizontal.

Para atingir esse equilíbrio, foi acrescentada uma segunda hélice ao helicóptero – a hélice vertical. Ela gera um torque que faz com que o corpo do helicóptero se mantenha estável durante o voo.

A combinação entre esses dois conjuntos de hélices é que permite que o voo do helicóptero seja tão diferente e versátil.

Desempenho do helicóptero

As competições mundiais de aviões de papel possuem várias categorias para avaliar e pontuar os diferentes voos dos aviões, gerando uma pontuação para o desempenho de cada avião.

Confira nossa avaliação do Helicóptero de papel, de acordo com as categorias utilizadas nas competições.

Vale ressaltar que estamos em um período de pandemia e, seguindo os protocolos de cuidados, estamos realizando nossos testes dentro de casa. Esperamos realizar, em breve, esses testes junto com vocês no nosso espaço!

Avaliação de Desempenho: a pontuação varia de 0 a 100 nas diferentes categorias.

  • Tempo de permanência no ar: variável
  • Velocidade de voo: 25
  • Distância percorrida: variável (depende da altura de lançamento)
  • Acrobacias e efeitos de voo: 95

Confira mais sobre os campeões das competições aqui.

Continue investigando

Gostou de fazer o helicóptero? Quer fazer mais aerogamis?

Visite nossos outros modelos através dos links abaixo:

Compartilhe conosco as suas aventuras: #aviõesdepapelECV

Vamos adorar conhecer os seus aviões.

Envie fotos, vídeos ou dúvidas para o e-mail do Espaço Ciência Viva para que possamos compartilhar aqui as suas investigações com os seus Aviões de Papel.

Ou publique em seu Instagram com os hashtags #aviõesdepapelECV e #aerogamisECV.

E esperamos poder nos reunir novamente em nossa sede em nossas futuras Oficinas Espaço Ciência Viva.

Referências aerogamis

Deixe um comentário