Admitindo que o escoamento seja invíscido, determine os coeficientes de sustentação, , e arrasto, , em função de .

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão que pede para determinar os coeficientes de sustentação ( ) e de arrasto ( ) assumindo que o escoamento é invíscido. Isso significa que estamos trabalhando com fluxo sem viscosidade, um conceito da aerodinâmica. Para resolver isso, vamos precisar entender os conceitos de sustentação, arrasto e como eles se relacionam com o parâmetro .

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o coeficiente de sustentação, . Em um escoamento invíscido, a sustentação é gerada principalmente pela circulação ao redor da asa. A teoria de Kutta-Joukowski nos diz que a sustentação por unidade de área ( ) é proporcional à densidade do fluido ( ), à velocidade do fluxo ( ) e à circulação ( ):
O coeficiente de sustentação é definido como:
Substituindo na equação:
Onde é a envergadura da asa. Se está relacionado à circulação, podemos expressar em função de diretamente.

Passo 3

Agora, sobre o coeficiente de arrasto, . Em um fluxo invíscido idealizado, de acordo com o paradoxo de D’Alembert, não há arrasto devido a efeitos viscosos. Ou seja, o arrasto total seria zero:

Resposta

Portanto, os coeficientes de sustentação e de arrasto em função de são:
çã

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Um asteróide, cuja massa é vezes a massa da Terra, gira em uma órbita circular em torno do Sol a uma distância que é o dobro da distância da Terra ao Sol. (a) Calcule o período de revolução do asteróide em anos. (b) Qual a razão entre a energia cinética do asteróide e a energia cinética da Terra?
(a) anos. (b) .
Duas fontes sonoras são separadas por uma distância de , emitem ondas sonoras de mesmo comprimento de onda e de mesma fase. Um detector é colocado em eixo perpendicular à direção de propagação das ondas. A distância do eixo ao eixo das fontes é .
Encontre: b) A diferença de fase para os pontos onde a interferência é destrutiva no eixo do detector.
Admitindo que as propriedades e são constantes no campo do escoamento e definindo as variáveis adimensionais:
onde é um comprimento de referência, é a temperatura da parede (também admitida constante), enquanto e correspondem a velocidade e temperatura do escoamento não-perturbado, respectivamente.
Mostre que a eq. de conservação da energia adimensional pode ser escrita na forma:
onde os parâmetros adimensionais e são definidos como:
Determine: O ângulo de ataque de sustentação nula, .