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Velocidade escalar

Olá!

Quem sabe mostra por onde!
Esse é o caso do Sr. Edmar Mammini!
Achei muito interessante o seu trabalho sobre escalas no modelismo e resolvi pegar uma carona transcrevendo o trabalho aproveitando para ilustrar  e condensar um pouco, mas mantendo a essência da matéria!
Espero que o ilustre mestre  não fique agastado com o atrevimento!
Mas, o objetivo é nobre e tenho certeza de que ele sabe disso!

Existem escalas para várias coisas, o modelista genericamente só conhece a escala linear, mas existe a escala da superfície, a escala da massa, da velocidade, da rotação,  e ainda mais a escala da potência e da viscosidade dos fluidos.

Escala linear

Quantas vezes o modelo é menor em suas dimensões lineares que o verdadeiro?
Exemplo: um barco real tem 50m de comprimento seu modelo em escala 1 para 50 terá  1m de  comprimento. Assim em relação a boca, calado, pontal etc e tal. A escala de superfície já é diferente, imagine quantos modelos caberiam no convés do real se a escala fosse a mesma, ou seja, 1 para 50,  somente 50 barquinhos? Claro que não! Imagine que se colocássemos os modelos alinhados sobre o convés 50 modelos teriam o mesmo comprimento que o real ,isso sim é procedente, o resto da superfície do convés ficaria vazia.  Portanto, a escala de superfície é a escala linear elevada ao quadrado, assim   50x50 = 2.500. Logo, para cobrirmos o convés do barco real com modelos em escala 1:50 seriam necessários  2.500 barquinhos. Essa escala usa-se para calcular a superfície molhada do barco e seu modelo.

 

Escala de massa

A escala para a massa é a mesma coisa, raciocine assim; um modelo em escala 1:50 de um rebocador pesa de 4 a 5 quilos, se a escala fosse real então o real pesaria de 20 a 25 quilos, o que é uma incongruência! Lógico que é muito mais .A escala para a massa e volume é a mesma e corresponde  a escala linear elevada ao cubo, ou seja 50 x 50 x 50= 125.000   portanto se multiplicarmos a escala de massa ou volume teremos que 4x 125.000= 500 toneladas ou 500.000 quilos.
Mais um exemplo, para enchermos o barco real com barquinhos necessitaremos de 125.000 barquinhos

Como o leitor pode observar escala não é coisa tão simples assim, por isso, iremos escrever sobre as escalas para velocidades e rotações dos hélices, só para curiosidade, imagine seu modelo com a rotação da hélice 25 ou 50 vezes menor do que o modelo real, que velocidade ele atingiria?   A lei é simples: A velocidade do modelo está para a do real na razão do quadrado da escala linear. Em outras palavras,a raiz quadrada da escala linear multiplicada pela velocidade do modelo dá a velocidade do real.

Exemplo: um modelo de rebocador na escala de 1:25 tem uma velocidade de navegação de 4 km /h , então o cálculo será, raiz de 25 = 5 donde,  5x 4 = 20.  A velocidade do real será de 20 km por hora. 
Em barcos mede-se velocidade em "Nós" um nó corresponde a uma milha náutica por hora.

A razão de ser assim e não km x hora é que no mar não se tem nenhum balizamento para se calcular a velocidade real do barco, se com  relação a água tudo bem, mas a água também está em movimento, dessa forma desde o século XVI se optou a usar os astros como balizamento náutico. Para isso inventou-se o Astrolábio, dividiu-se a abóbada celeste em meridianos e paralelos e uma graduação para essa linha. Uma volta de cada linha representa 360 graus, os graus foram divididos em 60 minutos, e os minutos em 60 segundos. A milha náutica representa 1 minuto do arco meridiano terrestre. Melhor explicando! O perímetro da Terra é de cerca de 40.000 km. ou 360 graus cada grau 60 minutos então 360 x 60= 21.600; 40.000 divididos por 21.600 = 1.851,8m , para efeito de cálculos padronizou-se a milha em 1.852 m. Não existe forma melhor de se medir a velocidade da navegação. A medida da milha foi criada pelos portugueses a época das grandes navegações. Um nó é igual a uma milha por hora, esse é o padrão internacional para velocidades de embarcações.

Em modelismo em geral usa-se metros por segundo ou as vezes por minuto, a conversão é mera aritmética. As rotações, essa é outra enganadora.
Ensaios físicos com modelos reduzidos provaram que a velocidade de rotação das hélices dos modelos é diretamente proporcional a raiz da escala linear que multiplica a rotação.
Exemplo prático; um modelo em escala de 1:25 qual a rotação de sua hélice se o original tem 300 RPM ?
Fácil! Raiz de 25 = 5 , 5x 300= 1.500. Observe que seria uma loucura imaginar que o hélice deveria girar a uma velocidade 25 vezes menor ou seja 300 dividido por 25 = 12. Você acha que um barquinho iria navegar com uma hélice a 12 RPM?