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# Física# Dinâmica dos Fluidos# Física biológica

O Incrível Voo dos Morcegos

Descubra como os morcegos voam e o que podemos aprender com eles.

Xiaozhou Fan, Alberto Bortoni, Siyang Hao, Sharon Swartz, Kenneth Breuer

― 6 min ler


Morcegos e Seus SegredosMorcegos e Seus Segredosdo Voofascinantes dos morcegos.Aprenda sobre as habilidades de voo
Índice

Os morcegos são umas das criaturas mais iradas que existem. Eles voam pelo céu noturno com suas asas únicas. Já parou pra pensar como eles fazem isso? Vamos explicar.

Os Básicos das Asas de Morcego

As asas de morcego não são como as de passarinho. Em vez de penas duras, as asas dos morcegos têm uma estrutura flexível feita de pele esticada sobre ossos. Esse design especial permite que os morcegos batam as asas de um jeito único, ajudando eles a voar com habilidade e graça.

Por que o Bater de Asas é Importante

Bater as asas é como os morcegos conseguem se elevar, que é uma maneira chique de dizer que eles sobem no ar. Os morcegos podem mudar a forma das asas enquanto batem. Essa flexibilidade ajuda eles a decolar melhor e voar por distâncias maiores sem se cansar.

Dobrando Asas: O Segredo da Natureza

Você já ouviu falar de como os morcegos podem dobrar suas asas. Imagine dobrar um pedaço de papel pra facilitar o transporte. Os morcegos fazem algo parecido com as asas!

O Que Acontece Quando os Morcegos Dobrão Asas?

Quando um morcego dobra suas asas durante o voo, ele diminui a área das asas. Essa jogada esperta ajuda a minimizar a resistência, que é a força que eles enfrentam enquanto voam. Então, dobrar ajuda os morcegos a economizar energia enquanto voam.

Batendo Asas: O Que É Isso?

Às vezes, os morcegos batem as asas juntos. Parece engraçado, né? Mas essa ação de bater tem um grande papel no voo deles. Quando as asas batem, elas empurram um bolsão de ar pra baixo, o que aumenta o impulso. Imagine uma criança tentando flutuar na piscina espirrando água. A água se move criando impulso, assim como no ar!

Morcegos Podem Fazer Truques!

Os morcegos não estão apenas batendo as asas à toa. Eles são como dançarinos de balé no céu, usando suas asas com precisão pra controlar os movimentos. A forma como eles se torcem, viram e até mudam a velocidade de voo é incrível.

Começando o Voo

Quando os morcegos começam a voar, eles usam as asas pra ganhar velocidade antes de subir. Assim, eles podem planar e manobrar com facilidade, pegando insetos ou simplesmente se exibindo.

O Que Podemos Aprender com os Morcegos

Cientistas têm estudado os morcegos pra entender como eles conseguem ser tão fantásticos voadores. Aprendendo como os morcegos dobram e batem as asas, podemos criar robôs voadores melhores!

Construindo um Robô Inspirado em Morcego

Imagine criar um robô que possa voar como um morcego. Pesquisadores construíram um robô pequeno chamado Flapperoo, que imita as asas de morcego. Esse robô pode bater e dobrar as asas como um morcego de verdade.

Por Que um Robô?

Criar um robô ajuda os cientistas a testar suas ideias sem colocar os morcegos em perigo. Eles podem mudar a forma das asas do robô e ver como isso afeta o voo. Esse tipo de pesquisa ajuda a entender melhor a mecânica do voo.

A Ciência Por Trás do Voo

Agora, vamos mergulhar um pouco mais no que faz o voo dos morcegos ser tão interessante. Os morcegos dominaram a arte de voar, mas eles dependem de uma ciência bem legal.

Sustentação, Empuxo e Resistência

Tem três forças principais envolvidas no voo: sustentação, empuxo e resistência.

  • Sustentação é o que ajuda os morcegos a subirem no ar.
  • Empuxo é o que os move pra frente.
  • Resistência é a força que tenta desacelerá-los.

Quando os morcegos batem e dobram as asas, eles estão sempre trabalhando com essas forças pra manter o equilíbrio no ar.

O Bater de Asas

A subida e a descida são componentes principais de como os morcegos geram sustentação. Quando eles batem pra baixo, empurram uma quantidade enorme de ar pra baixo, criando sustentação. Mas e a subida? É aí que a dobra de asas entra em cena!

Ao dobrar as asas durante a subida, os morcegos conseguem reduzir a resistência e ainda manter a velocidade. É como dirigir um carro com as janelas fechadas; você vai mais rápido com menos ar empurrando contra você.

Os Superpoderes do Robô

Flapperoo não é só um robô qualquer. Ele pode bater as asas de duas maneiras diferentes: pode bater como um pássaro normal ou dobrar as asas pra reduzir a resistência. Isso permite que o robô voe de forma mais eficiente, assim como um morcego!

Testes Reais

Em um túnel de vento, o Flapperoo foi testado em diferentes velocidades e ângulos de asas. Cientistas mediram quanta sustentação ele gerava com diferentes configurações de asas. Eles descobriram que o robô se saía melhor com a dobra das asas, assim como os morcegos.

O Que Vem a Seguir para o Flapperoo?

Os pesquisadores estão empolgados com o futuro dos robôs voadores. Eles esperam usar o que aprenderam com as asas dos morcegos pra projetar máquinas voadoras ainda melhores. Quem sabe? Talvez um dia tenhamos drones que possam dobrar suas asas e voar como morcegos!

O Mecanismo do Bater

E quanto ao bater? Aí é que fica ainda mais legal. Quando os morcegos batem as asas juntos, eles criam um poderoso jato de ar que empurra pra baixo. Esse jato pode aumentar significativamente sua sustentação durante o voo.

Por Que o Bater é Importante?

Bater ajuda os morcegos a ganhar sustentação extra quando mais precisam. Por exemplo, se eles precisam subir rapidamente pra escapar de um predador, bater ajuda a alcançar essa altura.

Morcegos: Os Maiores Vôadores

Desde suas incríveis estruturas de asa até suas técnicas de voo únicas, os morcegos são uns dos melhores voadores que existem. Eles têm truques na manga (ou melhor, nas asas) que ajudam eles a planar, mergulhar e deslizar pela noite.

Aprendendo com a Natureza

Estudando os morcegos, os cientistas esperam aplicar essas lições na tecnologia e em outros campos. Entender o voo dos morcegos pode levar a melhorias não só no design de drones, mas também em como vemos o voo em geral.

Conclusão: Muitas Lições!

Os morcegos são criaturas realmente fascinantes. Eles evoluíram técnicas de voo únicas que impressionam os cientistas e inspiram a tecnologia. Desde bater e dobrar suas asas até criar jatos de ar batendo, os morcegos dominaram a arte do voo.

Enquanto a gente pode nunca voar como os morcegos, podemos com certeza apreciar suas habilidades e talvez aprender uma coisinha ou outra pra nossas próprias invenções. Então, da próxima vez que você ver um morcego voando à noite, lembre-se de toda a ciência por trás dessas asas delicadas!

Fonte original

Título: Upstroke wing clapping in bats and bat-inspired robots improves both lift generation and power economy

Resumo: Wing articulation is critical for efficient flight of bird- and bat-sized animals. Inspired by the flight of $\textit{Cynopterus brachyotis}$, the lesser short-nosed fruit bat, we built a two-degree-of-freedom flapping wing platform with variable wing folding capability. In late upstroke, the wings "clap" and produce an air jet that significantly increases lift production, with a positive peak matched to that produced in downstroke. Though ventral clapping has been observed in avian flight, potential aerodynamic benefit of this behavior has yet to be rigorously assessed. We used multiple approaches -- quasi-steady modeling, direct force/power measurement, and PIV experiments in a wind tunnel -- to understand critical aspects of lift/power variation in relation to wing folding magnitude over Strouhal numbers between $St = 0.2 - 0.4$. While lift increases monotonically with folding amplitude in that range, power economy (ratio of lift/power) is more nuanced. At $St = 0.2 - 0.3$, it increase with wing folding amplitude monotonically. At $St = 0.3 - 0.4$, it features two maxima -- one at medium folding amplitude ($\sim 30^\circ$), and the other at maximum folding. These findings illuminate two strategies available to flapping wing animals and robots -- symmetry-breaking lift augmentation and appendage-based jet propulsion.

Autores: Xiaozhou Fan, Alberto Bortoni, Siyang Hao, Sharon Swartz, Kenneth Breuer

Última atualização: 2024-11-03 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2411.01434

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.01434

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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