Como a mecânica dos fluidos explica a maior penetração aerodinâmica quando um projétil (ou dardo ou bola de futebol americano) gira em torno do próprio eixo?

Inicialmente, vamos definir o conceito de penetração aerodinâmica, que deve ser entendido do seguinte modo: quanto menor for a resistência do ar ao avanço de um projétil, menor será o valor de um coeficiente conhecido como coeficiente de arrasto, que está associado a qualquer corpo que se desloca através de um fluido (no caso, o ar). O valor do coeficiente de arrasto é influenciado decisivamente pela posição do corpo em relação à direção em que se movimenta, ou seja, pelo ângulo formado entre a direção do voo e o seu eixo longitudinal. No caso de um dardo ou um foguete típico, esse eixo é a linha imaginária que atravessa o corpo de uma extremidade a outra. Para a bola de futebol americano, é a linha que une seus dois ‘bicos’. Se a direção do voo estiver alinhada com seu eixo longitudinal, o valor do coeficiente de arrasto será o menor possível, pois, nesse caso, a resistência do ar incidiria sobre uma área menor. Mas é também preciso levar em conta as condições do voo – por exemplo, altitude do projétil em relação ao solo, sua massa específica, sua velocidade, a localização de seu centro de gravidade e a posição relativa entre seu eixo longitudinal e uma linha que contém a velocidade durante o voo  Vejamos um caso prático. Quando um foguete típico é lançado no ar, a tendência é que seu eixo e sua direção do voo se desalinhem. No entanto, se o foguete girar em torno de seu eixo longitudinal – do mesmo modo que giram um parafuso ou uma broca –, ele poderá ser estabilizado pelo chamado efeito giroscópico, que faz com que, na ausência de forças (ou, mais tecnicamente, na ausência de torques), seu eixo tenda a ficar apontando sempre na mesma direção. Assim, esse efeito mantém sempre pequenos ângulos entre o eixo longitudinal e a direção de movimento. Do ponto de vista da mecânica dos fluidos (ou, mais precisamente, da aerodinâmica), essa situação se traduz nos menores coeficientes de arrasto possíveis para um corpo em voo e, em conseqüência, em um maior alcance, levando, assim, à ideia de maior penetração aerodinâmica. O estudo detalhado do movimento dos corpos no ar é feito pela mecânica do voo atmosférico (Paulo Afonso de Oliveira Soviero Departamento de Aerodinâmica, Divisão de Engenharia Aeronáutica, Instituto Tecnológico de Aeronáutica (SP); Ciência Hoje, maio de 2004).