A Tal da Física
← Voltar ao laboratório

Laboratório · Mecânica · Propulsores de gás frio

Física do Roadster voador

O protótipo mostrado em McGregor (Texas) em 15/out/2026 levanta voo com cerca de 10 bocais que soltam ar comprimido de um tanque de ~260 kg no lugar dos bancos traseiros. Não há asa nem hélice: é a 3ª lei de Newton pura. Ajuste os parâmetros e teste o salto.

Altura0,00 m
Vel. vertical0,00 m/s
Ar restante260 kg
Empuxo0 kN
Segure o botão (ou a barra de espaço). Solte antes de subir demais: o pouso precisa ser abaixo de ~3 m/s.
10 000 psi ≈ 690 bar, valor citado por Musk
Teto teórico do ar a 20 °C: ≈ 78 s

As equações do modelo

Como os números saem

1. Empuxo

F = ṁ · ve    ve = Isp · g₀

O jato empurra o carro com força igual à vazão de massa vezes a velocidade de saída do gás. Para pairar, F tem que igualar o peso m·g.

2. Velocidade de saída

ve,máx = √(2·cp·T₀) ≈ 767 m/s

Sem combustão, a única energia é a entalpia do ar a temperatura ambiente. Isso limita o Isp a uns 78 s; um foguete químico passa de 300 s.

3. Tempo máximo pairando

t = Isp · ln(m₀ / mf)

Sai de m·g = −ṁ·ve. Como o carro fica mais leve ao gastar ar, a vazão cai com o tempo: é a equação do foguete aplicada ao pairar.

4. Potência do jato

P = ½ · F · ve

Pairar 2,2 t com ar a ~690 m/s exige uns 7 MW de jato, dez vezes a potência dos motores elétricos. Por isso só dura segundos.

5. Volume do tanque

V = Z · m · R · T / p

Gás real: a 700 bar o ar é ~30% menos compressível que o ideal (Z ≈ 1,3). O resultado bate com um tanque do tamanho dos bancos traseiros.

6. Energia para recarregar

W ≥ m · R · T · ln(p / p₀)

Mínimo teórico (compressão isotérmica). O compressor de bordo tira essa energia da bateria; na prática, gasta perto do dobro.

Aceleração na pista

Por que os propulsores baixam o 0–100 km/h

Pneu só empurra até μ vezes a força normal. O jato não depende de aderência, e a sucção (ventoinha que gruda o carro no chão) aumenta a força normal.

Modelo de largada limitada por aderência (sem limite de potência, sem arrasto). a = μ·g·(1+s) + (F/W)·g.

Onde o modelo simplifica

Limites

  • A Tesla não publicou empuxo, Isp nem massa oficiais. Os valores padrão (2 000 kg, 260 kg de ar, 700 bar, 70 s) vêm de reportagens e estimativas públicas.
  • Ao se expandir, o ar esfria muito no tanque e no bocal, e o Isp real cai durante a queima. O modelo usa Isp constante.
  • A simulação é só vertical. Giros e capotagens no ar dependem de torques dos bocais laterais e do momento de inércia, que não estão aqui.
  • Efeito solo, arrasto e o ruído (forte o bastante para ferir a audição; a demonstração foi pilotada remotamente) ficam de fora.

Fontes: Glitchwire · Space.com · InsideEVs · Scope Views