Mostrar código-fonte de Modelo físico

{{Wikificação|data=agosto de 2010}}
{{revisão-sobre|Ambiente|data=janeiro de 2010}}

'''Modelos físicos''' ou  '''modelos reduzidos em escalas''' são ferramentas usadas em diversos ramos da [[engenharia mecânica]], [[engenharia civil]] , [[engenharia naval]], Engenharia nuclear e em outros ramos para se projetar um [[protótipo]], como por exemplo, um [[avião]], um [[navio]], uma [[plataforma petrolífera|plataforma de petróleo]], um automóvel, [[bomba]]s e [[turbina]]s hidráulicas, uma [[usina hidrelétrica]], barragens, [[eclusa]]s, prédios sujeitos a [[vento]]s ou a [[sismo|terremotos]].

Normalmente este tipo de modelagem física é utilizado para complementar os cálculos dos [[modelo]]s matemáticos durante um projeto muito grande e complexo. Assim no modelo físico podemos estudar , em escala, reduzida ou aumentada, diversos fenômenos físicos.

No projeto da [[Usina Hidrelétrica de Tucuruí|Usina hidrelétrica de Tucuruí]], por exemplo, os estudos em modelos reduzidos foram conduzidos no Laboratório [[Saturnino de Brito]], no Rio de Janeiro, durante um período de oito anos.

A construção de modelos físicos, em [[escala]]s reduzidas, embora tentada anteriormente por [[Arquimedes]], [[Leonardo da Vinci|Leonardo Da Vinci]] e outros estudiosos só foi possível após a descoberta da [[Teoria da Semelhança Mecânica]] por [[Isaac Newton]] e do [[Teorema de Bridgman]].

Nos modelos [[aerodinâmica|aerodinâmicos]] de aviões e automóveis a semelhança aplicada é a de [[Ernst Mach|Mach]], nos modelos [[hidrodinâmico]]s de escoamentos em condutos forçados, como turbinas e bombas, utiliza-se a chamada semelhança de [[Reynolds]] e nos condutos livres ( canais, usinas hidrelétricas, [[vertedouro|vertedores]], eclusas de navegação, [[molhe]]s, [[dique]]s, [[quebra-mar]]es, [[porto]]s), utiliza-se a semelhança de [[Froude]].

* '''Modelos hidráulicos''' (físicos, matemáticos e híbridos).

Um '''modelo''' é uma representação ou interpretação simplificada da [[realidade]], ou uma interpretação de um fragmento de um [[sistema]] segundo uma estrutura de conceitos. Um modelo apresenta "apenas" uma visão ou cenário de um fragmento do todo. Normalmente, para estudar um determinado fenômeno complexo, criam-se vários modelos.

Em [[Teoria dos modelos|Teoria de modelos]] um modelo é uma estrutura composta por um [[conjunto universo]] e por [[constante física|constante]]s, [[relação|relações]] e [[função|funções]] definidas no conjunto universo.

Praticamente nenhuma grande obra [[hidráulica]], como [[molhe]]s, [[dique]]s, [[quebra-mar]]es, [[porto]]s, uma ampliação de [[praia artificial]] ou uma [[usina hidrelétrica]], é projetada sem estudos detalhados em vários tipos de modelos matemáticos de diversas categorias e tipos como modelos de [[hidrologia]], hidráulica, [[mecânica dos solos]].

Também são muitíssimo utilizados a construção de vários modelos físicos específicos para molhes, diques, quebra-mares, [[turbina]]s, [[casa de força]], [[vertedouro]]s, [[eclusa]]s , [[escada de peixe]], etc. Estes modelos podem ser bidimensionais ou tridimensionais (modelo de conjunto).

Além dos modelos meramente conceituais, que facilitam e norteiam a compreensão e a visualização dos fenômenos naturais intervenientes, dois métodos de simulação podem servir de instrumento para o estudo de fenômenos físicos na natureza, tais como, por exemplo,  a qualidade de águas fluviais, estuariais e costeiras: modelos físicos e modelos matemáticos.

A aplicação de um método (físico ou matemático)não exclui o emprego do outro.

O '''modelo físico''' pode servir de referência para a calibração do modelo matemático como, por exemplo, nos estudos de jatos (modelos semi-empíricos).

Os '''modelos matemáticos''' representam os fenômenos da natureza por meio de equações. Estas equações matemáticas dos fenômenos físicos são, em alguns casos, de difícil representação e solução. Além disso, necessitam seguidamente do uso de coeficientes desconhecidos que deverão ser medidos na natureza ou em modelos físicos.

Como a resolução das equações completas nem sempre é possível, faz-se necessário desprezar certos termos e ainda formular hipóteses sobre a distribuição espacial de certas grandezas (modelos integrais) ou discretizar o espaço e o tempo (modelos numéricos).

Estes modelos podem ser uni, bi e tridimensionais. A escolha das hipóteses simplificadoras e do tipo de modelo é fundamental para a validade dos resultados obtidos.

Os modelos físicos têm a vantagem de não apresentarem uma discretização do problema, pois este é continuo e pode ter uma representação geométrica tridimensional sem dificuldades.

Os '''modelos híbridos''', apesar de possuírem custos iniciais elevados, se apresentam como uma solução para reduzir os custos de operações devido à sua grande flexibilidade, pois permite a realização de vários ensaios em pouco tempo. São basicamente modelos físicos comandados por computadores.

== {{Bibliografia}} ==

* Rios, J. L. P. – Modelos Matemáticos  em Hidráulica e no Meio Ambiente no Simpósio Luso-Brasileiro sobre Simulação e Modelação em Hidrâulica. APRH – LNEC. Lisboa, 1986.

* Rios, J. L. P. – Modelação Matemática para Operação de Sistemas de Abastecimento de Água no I Simpósio Luso-brasileiro Engenharia Sanitária e Ambiental - SILUBESA - ABES- APRH. Lisboa, 1983.

== {{Ver também}} ==

* [[Aerodinâmica]]
* [[Difusão molecular|Difusão]], [[convecção]], [[reação]]
* [[Modelagem computacional]]
* [[Velocimetria laser]]
* [[Modelo das partículas fluidas|Modelo das Partículas Fluidas]]
* [[Hidráulica aplicada a tubulações]]

== {{Ligações externas}} ==

* {{Link||2=http://www.profrios.kit.net/html/imagens/viagem02/viagem02.htm |3=- Imagens de Modelos Reduzidos em Laboratórios pelo mundo}}

* {{Link||2=http://www.uniagua.org.br |3=- UNIÁGUA Universidade da Água}}

* {{Link||2=http://www.lnec.pt |3=- LNEC - LABORATÓRIO NACIONAL DE ENGENHARIA CIVIL - LISBOA}}

{{física-rodapé}}

{{Portal3|Física}}

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