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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 de petróleo, um automóvel, bombas e turbinas hidráulicas, uma usina hidrelétrica, barragens, eclusas, prédios sujeitos a ventos ou a terremotos. Normalmente este tipo de modelagem física é utilizado para complementar os cálculos dos modelos matemáticos durante um projeto muito grande e complexo. Assim no modelo físico podemos estudar, em escala, reduzida ou aumentada, diversos fenômenos físicos.
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A construção de modelos físicos, em escalas reduzidas, embora tentada anteriormente por Arquimedes, 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.
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 de modelos um modelo é uma estrutura composta por um conjunto universo e por constantes, relações e funções definidas no conjunto universo.
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.
Também são muitíssimo utilizados a construção de vários modelos físicos específicos para molhes, diques, quebra-mares, turbinas, casa de força, vertedouros, eclusas , escada de peixe, etc. Estes modelos podem ser bidimensionais ou tridimensionais (modelo de conjunto).
No projeto da 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.
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