1 – ONDA DE CHOQUE SUPERSÔNICA
Quando um objeto se move
mais rápido que a velocidade do som, coisas engraçadas acontecem. A bala na
imagem acima está se movendo tão rápido que o ar na frente dela não consegue
sair do caminho com a rapidez necessária. Então ele começa a se acumular na
frente da bala, formando uma área de ar comprimido: uma onda de choque.
A mesma coisa acontece com
jatos supersônicos. Como eles voam mais rápido que a velocidade do som,
constroem uma onda de choque na frente deles. O som que acompanha essas
aeronaves é a própria onda de ar comprimido.
2 – “ESTEIRA DE VÓRTICE” VON KÁRMÁN
Na imagem acima, os ventos
que sopram nuvens sobre o Oceano Pacífico encontram obstáculos (ilhas do
Alasca). Duas das ilhas são visíveis como manchas escuras no lado direito da
foto. Quando os fluxos, como correntes de ar, encontram um objeto como uma
ilha, eles se separaram e contornam o obstáculo. Isso configura uma área de
baixa pressão logo atrás do objeto. Como o ar circula ao redor da ilha, os fluxos
se curvam. Essas ondas, ou vórtices, giram e se separam do fluxo.
3 – MOVIMENTO INVERTIDO
Isso acontece quando um
objeto principal encontra objetos “mais lentos” atrás dele. Um exemplo é quando
os fluxos encontram objetos passivos, como bandeiras, dispostas uma atrás da
outra. Bandeiras são consideradas passivas porque flutuam com a brisa conforme
ela muda, a seu dispor, ao contrário dos humanos que são considerados objetos
rígidos.
Nessa imagem, duas linhas
brancas em forma de S são bandeiras. A bandeira de trás corta o rastro da
bandeira da frente, reduzindo a resistência dela.
4 – INSTABILIDADE DE SAFFMAN-TAYLOR
Esses belos padrões são o
resultado de interações entre fluidos de viscosidade diferente (uma medida do
quão grosso um líquido é). Por exemplo, a água é menos viscosa do que o mel. Na
imagem, um fluido viscoso chamado glicerina é imprensado entre duas placas.
Quando um fluido menos viscoso como a água é injetado, se “intromete” formando
figuras como “dedos”.
5 – CONVECÇÃO
Um exemplo clássico de
convecção começa com a taça na imagem acima, cheia de água quente. Como o ar em
torno do vidro esquenta, ele começa a subir. Eventualmente, o ar perde seu
calor para o ambiente fresco e afunda novamente.
Na segunda imagem abaixo, um
cubo de gelo flutuando em uma piscina de água esfria o líquido em torno dele.
Como a água fria é mais densa que a água quente, o líquido mais pesado começa a
afundar.
6 – CAVITAÇÃO
Quando um objeto como uma
hélice se move através de um fluido com velocidade suficiente, cria um vazio no
líquido. A cavidade, ou bolha, gera ondas de choque e jatos de água. Bolhas de
cavitação também podem se formar quando uma pequena área de água é atingida por
uma faísca elétrica ou laser, o que cria uma bolha de gás que rapidamente
implode, também gerando ondas de choque e jatos de água.
Na imagem acima, um laser
criou uma bolha de cavitação em uma gota de água. Quando ela entrou em colapso,
formou dois jatos – um mais alto e fino, no meio de um mais curto e largo. O
pequeno anel de bolhas no interior da gota são os restos da primeira bolha de
cavitação.
7 – INSTABILIDADE DE KELVIN-HELMHOLTZ
As ondas nas nuvens da
imagem acima ilustram o que acontece quando dois fluxos viajam ao lado um do
outro em velocidades diferentes, criando o que é conhecido como instabilidade
de Kelvin-Helmholtz. Quando isso ocorre, a área onde os dois fluxos passam
acumula atrito, que “enrola” uma camada em vórtices. Esse movimento aparece bem
em planetas como Saturno (abaixo), que têm faixas atmosféricas alternadas.
8 – JATO SALTITANTE
Normalmente, quando você
derrama um líquido em outro líquido, o fluxo “mergulha” (um dentro do outro).
Mas se esse primeiro líquido estiver se movendo quando o outro líquido o
atingir, o fluxo pode saltar ao longo de uma fina camada de ar logo acima da
superfície.
Na imagem, óleo de silicone
é colocado em uma piscina em movimento do mesmo líquido. Quando o fluxo atinge
a camada de ar acima da piscina, o peso “encurva” a superfície como um
elástico. O óleo então salta e forma arcos sobre a piscina.