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Motores: do vapor aos foguetes

Como o calor do combustível que queima vira movimento, da máquina a vapor ao motor que ergue um foguete.

Do mais antigo ao mais novo: da máquina a vapor ao motor de carro e aos motores que empurram com os gases de escape em vez de girar rodas.

Um motor transforma calor em movimento, e este percurso segue essa ideia por cerca de 250 anos. Começa com uma máquina a vapor que acionava a bomba de uma mina, passa pelas peças de um carro que produzem, reforçam e transmitem potência, e termina com motores que empurram um veículo com o próprio escapamento.

Cada modelo anda devagar o bastante para acompanhar um ciclo de cada vez, e a maioria pode ser aberta em corte. Fique de olho em dois números pelo caminho: quanto da energia do combustível vira trabalho e com que rapidez as peças precisam girar.

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    FIG. 40 · Como funciona

    Máquina a vapor de Watt: modelo 3D interativo

    A máquina de Watt fazia o mesmo trabalho que uma máquina de Newcomen com cerca de um terço do carvão, porque condensava o vapor num recipiente separado.

    Compare o carvão usado com e sem o condensador separado.

  2. 02
    FIG. 02 · Como funciona

    Motor de quatro tempos: simulador interativo passo a passo

    A 3000 rpm, cada cilindro faz explosão 25 vezes por segundo. Aqui o motor gira devagar o bastante para você acompanhar cada tempo, e pode ser montado de monocilíndrico a V8, cada um com sua própria ordem de ignição.

    Reduza ao máximo a rotação do virabrequim e acompanhe um cilindro pelos quatro tempos.

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    FIG. 65 · Como funciona

    Turbocompressor: simulador interativo passo a passo

    Neste modelo de motor de 2,0 litros, um eixo girando a 142.000 rpm põe quase o dobro de ar em cada cilindro.

    Aumente a pressão do turbo e veja quanto mais ar chega a cada cilindro.

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    FIG. 05 · Como funciona

    Diferencial de um carro: modelo 3D interativo

    Numa curva de 10 m a 50 km/h, a roda traseira de fora gira 17% mais rápido que a de dentro, e mesmo assim as duas são movidas pelo mesmo eixo.

    Faça uma curva fechada e compare as velocidades das duas rodas traseiras.

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    FIG. 58 · Como funciona

    Como funciona um motor-foguete a propelente líquido

    O motor de 75 toneladas do Nuri queima 255 kg de querosene e oxigênio líquido por segundo, e o mesmo motor empurra cerca de 13 % mais forte no espaço do que ao nível do mar.

    Suba do nível do mar ao espaço e veja o empuxo crescer quando o ar externo some.