— Q U E S T I O N: Como funcionam os medidores em carros e aeronaves? O velocímetro irá ainda medir com precisão a velocidade independentemente do grau de dificuldade do motor, tal como um carro a subir ou a descer uma colina. Como é que isso é possível? Como é que uma aeronave mede a sua velocidade? Ele mede o fluxo de vento sobre as asas? Em caso afirmativo, como é que os instrumentos compensam os ventos cruzados? E como funciona um indicador de atitude, apesar de qualquer força g que actua sobre a aeronave? – Drew U.
A N S W E R: Caramba, Drew. Isso é um monte de perguntas. Eu conto seis pontos de interrogação! As coisas são, eu sou pago pela coluna e não pela pergunta, então isso é uma carga bem grande para um único Geek Responda Geek em uma única semana, especialmente tendo em vista que há um feriado importante a ser considerado e tudo mais. Sem mencionar o fato de que quando você enviou sua pergunta, você não marcou a pequena caixa que teria deixado você fazer uma pequena doação para o seu verdadeiro esforço. Mas então ninguém nunca faz.
Por outro lado, essas são algumas perguntas muito boas que você fez. Se você pensar sobre isso, há um pouco em jogo na precisão de todos esses mostradores e medidores. A capacidade de medir sua taxa de avanço com precisão é muito importante tanto para a segurança do carro quanto do avião.
Por exemplo, você sempre quer que seu piloto tenha uma idéia de quão rápido o avião está se movendo quando você está chegando para uma aterrissagem. E ter uma leitura precisa da velocidade do seu veículo é muito útil para evitar essas irritantes multas de trânsito. Portanto, eis o que vou fazer, Drew. Responda Consciencioso Geek que eu sou, vou responder a todas as suas perguntas, mas vou dividi-las ao meio. Esta semana vamos ver os carros; na próxima semana, aviões.
Translating the Numbers
Então vamos começar com o velho velocímetro de confiança, certo? A velocidade com que o seu carro está a viajar pode de facto estar relacionada com o grau de dificuldade do seu motor, e se está a subir ou a descer, mas esses factores não têm nada a ver com a medição da taxa de velocidade. Em vez disso, a taxa de rotação de um eixo de transmissão é usada para determinar a velocidade de deslocação do seu carro. O truque aqui é traduzir essa rotação em seu equivalente em milhas por hora.
Aí está como é feito em velocímetros analógicos – do tipo em que uma agulha aponta para um número em um mostrador. No eixo de acionamento está uma engrenagem sem-fim, que é rosqueada como um parafuso. Essa engrenagem sem-fim gira uma engrenagem dentada que fica em uma extremidade do cabo do velocímetro. No interior desse cabo encontra-se um fio rotativo que é accionado directamente pela rotação do eixo de accionamento.
Na outra extremidade do fio no interior do cabo do velocímetro encontra-se um íman. Esse ímã fica dentro de algo chamado drag cup, que é feito de um metal não magnético, geralmente alumínio. O ímã gira enquanto o fio gira, criando um campo magnético que força o copo de arrasto a girar na mesma direcção. Anexado ao copo de arrastamento está um fuso que se liga ao ponteiro do seu velocímetro. Uma mola espiral no fuso serve para contrariar a rotação do copo de arrastamento.
Se acelerar, o campo magnético aumentado move o copo de arrastamento mais à volta; à medida que abranda, a mola puxa o ponteiro de volta. O sistema inteiro é calibrado para que o ponteiro indique a velocidade adequada. Quando você pára de se mover completamente, a mola puxa o ponteiro até zero.
Digital Works
Digital speedometers are a little different. Um carro com um velocímetro digital utiliza um sensor de velocidade, que normalmente consiste num íman rodeado por uma bobina de fio, tal como a captação de uma guitarra eléctrica. O sensor é montado diretamente ao lado de uma engrenagem na transmissão, e à medida que a engrenagem gira, seus dentes passam, interrompendo o campo magnético no sensor. O processo é semelhante à forma como uma corda vibratória activa um captador de guitarra. O movimento da engrenagem produz uma corrente elétrica que é diretamente proporcional à velocidade de rotação da engrenagem. Um chip de computador processa a corrente e a traduz para um número que corresponde à velocidade a que você está viajando, em milhas ou quilômetros por hora.
Pô-lo? Bom. Na próxima semana vamos ver como é determinada a velocidade do ar. Em preparação, Drew, talvez queiras entrar na equação do Bernoulli, porque por mais que odeie fazê-lo, acho que vou ter de fazer um pouco de matemática para que tudo fique claro.
Todd Campbell é um escritor e consultor de Internet a viver em Seattle. O Geek Answer aparece semanalmente, geralmente às quintas-feiras.