X-Ciência – Qual a força necessária para segurar um helicóptero?

Por Marcelo Rubinho.

OK, acho (mesmo) que isso não é um spoiler, sendo que está no trailer, a menos que você seja daqueles que nem trailer assiste. Mas acredito que estamos um pouco na baixa do hype de Capitão América 3 – Guerra Civil, portanto acho uma boa fazermos esta coluna.

Como quase todo o X-Ciência, eu recebo uma dúvida científica (por favor, continuem enviando!) e tema desta vez veio do nosso próprio colega de trabalho (o Sr. Delli, autor da coluna Olhar Apaixonado para as HQs) e, claro, eu não pude deixar de pensar na cena Capitão América vs. Helicóptero. Então, vamos lá! Lembrando…

– Todos os cálculos a seguir são apenas aproximações.

– Usaremos apenas física básica para facilitar a compreensão e a diversão.

– Os valores de incerteza são calculados de modo estatístico por propagação.  

– Não tente isso em casa; esses cálculos são feitos por profissionais.


Vamos tentar não “spoilear” ninguém, juro. Caso você não tenha assistido, saiba apenas que existe uma cena em que (não vou dizer por que motivo) o Capitão América NÃO queria que um helicóptero saísse da plataforma e, portanto, resolveu segurar o bicho no braço. Eu gostaria muito de poder fazer isso com alguns ônibus.

Muito indignado, o Sr. Rogers segura o helicóptero de um lado e a plataforma do outro… isso é possível?capitao-helicoptero

 

Antes vamos pensar em algumas coisas.

Como funciona um helicóptero?


como-voa-o-aviao_Para o texto não ficar enorme, vou tentar resumir pulando muitos conceitos, porém pense no helicóptero como tendo um funcionamento muito similar ao de um avião. No avião temos asas que possuem um design especial que fazem com que o ar passe mais lentamente por baixo em comparação com a parte de cima. Logo, a pressão é maior por baixo, forçando o avião a subir. Já o helicóptero possui hélices como asas e elas realizam o mesmo processo, fazendo o helicóptero subir (antes que perguntem, aquela mini-hélice da parte de trás serve para direcionar o helicóptero, falarei dela em uma outra oportunidade).
Certo, mas qual seria a força que um helicóptero consegue realizar? Bom, depende do tipo de helicóptero.helicoptero-fisica Sikorsky CH-54 Tarhe é um dos 10 helicópteros mais fortes que existem e consegue levantar mais de 20 t. O R44, que é um helicóptero minúsculo de passeio, pode levantar um pouco mais de 1 t. Olhando o utilizado na cena, nós resolvemos usar um valor mais próximo do padrão: 2,5 t.
Em resumo, para voar o helicóptero precisa apenas ter força suficiente para levantar seu peso, o que seria algo em torno de 1 t (vamos arredondar), mas o monstro em questão (além do próprio peso) conseguiria levantar até 2,5 t. Mas, e então? O Capitão conseguiria segurar algo assim? Calma! A cena em si teve 2 etapas: primeiramente, Rogers foi arrastado, depois se fixou à borda da plataforma.

Fase 1 – Capitão América sendo arrastadocapitao-civil-wat-helicoptero


 A cena começa com o helicóptero iniciando a sua jornada usando uma força maior que seu próprio Peso. Jogando o ar para baixo, o bicho recebe uma força de reação no sentido contrário, alçando seu lindo voo. Se pensarmos que ele se encontra na eminência de voar, podemos declarar que Peso = Força. Assim, quando o helicóptero aumentar em apenas uma fração essa força (fazendo Peso < Força) ele sai voando (desconsiderando o atrito com o ar). Mas aí vem o Capitão, que agarra na lateral do helicóptero gerando uma nova cena. Repare na imagem acima. Observe que o Capitão não se agarra a nada além do helicóptero, logo, qual seria a força máxima que Rogers poderia fazer na vertical? Seu peso. “Mas, blogueiro burro, e se fosse o Hulk?”. A força máxima seria seu peso. “E se fosse Galactus?”. A força máxima seria seu peso. Na vertical a força máxima feita por qualquer um é o seu peso!
De novo, não importa a sua força, se você está nesse tipo de situação (tirando aqueles supers que voam que já é outra história), a máxima força realizada só pode ser o seu peso. Assim, temos a nova situação:equacao-helicoptero-capitao
Ou seja, considerando o caso de todo mundo paradinho. Temos a força do helicóptero sendo igual à soma dos pesos do helicóptero mais do capitão. Considerando o helicóptero com 1 t e o Capitas com 85 kg (estou usando o peso indicado pelo ator que interpreta Steve Rogers, Chris Evans) isso nos daria uma força equivalente a 10850N. Que não vai gerar nenhum problema para o helicóptero (que, segundo nossos cálculos, pode chegar a 25000N de força) e logo o helicóptero começa a arrastar Steve.
motoqueiro-helicoptero-yehaa-setaSó um parêntese: essa cena me lembrou a do filmeMotoqueiro Fantasma, na qual, muito brabinho com o helicóptero, Blaze resolve puxá-lo usando sua corrente. Repare que para que ele consiga, o Espírito da Vingança faz uma composição de forças: na horizontal ele gera atrito com o solo (que por reação o ajuda) e na vertical usa o próprio peso. Claro que esse atrito pode estar subestimado, ou as chamas infernais fazem com que ele grude em superfícies (isso explicaria como ele sobe paredes com a moto, mas fica para outro X-Ciência), mas na vertical a força máxima exercida seria o seu peso. A mesma situação que o Capitão. Então vamos para a etapa 2!

Fase 2 – Cabo de Guerra com o Capitãocabodeguerra


O Capitas é arrastado e se engancha na plataforma e, assim, a força de Rogers deixa de ser importante, pois ele se torna um Cabo de Guerra. Ele enfrenta uma disputa de forças entre o helicóptero e o prédio. E então a situação se manterá até alguém romper. E com certeza não será o prédio.
Steve sente no meio do peito toda a tensão da força do helicóptero. Mas será que ele seria rasgado? Acredito que não. Revisando: o helicóptero exerce mais de10kN para arrastar Steve, mas de repente se encontra preso e aumenta sua força gradualmente (e, como discutimos anteriormente, podendo chegar até 25kN). Para romper ossos a força teria que ser em torno de 1kN – 2kN, mas precisamos considerar que Steve é um super-humano com maior capacidade. Segundo a Wikia Marvel, o Capitão pode erguer até meia tonelada facilmente. Consideremos suas capacidades 10x maiores que de um ser humano padrão, mesmo assim é possível que seus ossos sejam rompidos caso permaneça nessa posição por tempo demais e o helicóptero alcance sua força máxima. Outra coisa importante é que apenas 100N podem romper veias, o que nos faz pensar que Steve deve ter sofrido muitos danos em seus membros (mesmo ele sendo super-humano).
Então, qual é a conclusão?

CONCLUSÃOcaptain-america-in-action-civil-war


A cena não é tão surreal quanto parece. Considerando sua curta duração e a força sobre-humana de Rogers, e ainda que o principal atuante na cena é sua resistência (não sua força), podemos dizer que ele poderia sobreviver e se manteria “facilmente” na posição de cabo de guerra.
A força necessária para segurar o helicóptero teria que ser mais de 1okN, coisa que provavelmente esteja além das capacidades de Steve caso ele tivesse que disputar um braço de ferro com o motor, mas, como eu disse, o importante aqui é sua resistência e não sua força.
Só fiquei na dúvida de uma coisa: não seria mais fácil ele entrar no helicóptero e nocautear o cara?

Referências:
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2 comentários sobre “X-Ciência – Qual a força necessária para segurar um helicóptero?

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