O que torna um avião capaz de voar é uma força ascendente originada pela diferença de pressão sobre e sob suas asas, que ocorre porque a velocidade do ar que passa por cima delas é maior que a do ar que passa por baixo graças a seu perfil e ângulo de ataque. Mas a explicação do motivo de as pressões serem diferentes é dada pela Equação de Bernoulli, que tem esse nome por ter sido proposta por Daniel Bernoulli (1700-1782), um matemático suíço. Ela se baseia no princípio da conservação da energia, e o melhor arranjo experimental para testar sua validade é o tubo de Venturi, idealizado por Giovanni Battista Venturi (1746-1822), físico e inventor italiano.

Dedução da Equação de Bernoulli

Considere um sistema como a figura acima: a pressão atmosférica exerce uma força sobre os dois lados abertos de um tubo de Venturi, um trabalho positivo na face esquerda e um trabalho negativo na face direita.
O trabalho resultante é dado por:

Para o fluxo horizontal (que é o caso do tubo de Venturi), não há variação de energia potencial gravitacional. Assim, temos a seguinte expressão:

Clique aqui para abrir o simulador

O objetivo desse simulador é explorar a equação de Bernoulli por meio de um tubo de Venturi. Através dele, passa água, considerada um fluido ideal (ou seja, sem viscosidade e incompressível), apresentando um escoamento irrotacional e uniforme, com densidade igual a 1.000 kg/m3. Por fluxo uniforme entende-se que todas as partículas que passam por um certo ponto têm a mesma velocidade; por irrotacional, que um elemento de fluido não apresenta velocidade angular.

É possível alterar o raio da seção 2, seja arrastando o ponto amarelo ou digitando um valor para R2 (entre 2,5 e 6 cm). Pode-se, também, alterar o fluxo de água arrastando diretamente o pequeno quadrado amarelo sobre o vetor de fluxo vermelho que aparece na entrada do tubo ou digitando um valor para esse fluxo (entre 4.000 e 7.000 cm3/s). É possível ainda mover o tubo clicando no pequeno círculo amarelo (R1) e arrastando-o.

Atividades utilizando o simulador: