Admitindo que o escoamento seja invíscido e sabendo que a distribuição de
deste perfil, sob tais condições do escoamento não-perturbado é tal que:
. Determine: O coeficiente de arrasto,
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que temos aqui é um exercício de mecânica dos fluidos, especificamente sobre coeficientes de pressão e coeficiente de arrasto em um escoamento invíscido. O enunciado nos dá valores de
em quatro pontos diferentes do perfil de um objeto em um fluxo não perturbado. Nosso objetivo é calcular o coeficiente de arrasto,
.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que são esses coeficientes. O coeficiente de pressão (
) é uma medida adimensional que representa a pressão em um ponto específico do perfil em relação à pressão dinâmica do fluxo. Já o coeficiente de arrasto (
) quantifica a força de arrasto que o objeto experimenta devido ao fluxo.
Passo 3
Para calcular o coeficiente de arrasto, precisamos somar as contribuições de pressão em todas as partes do perfil. Em termos matemáticos, isso pode ser representado por:
Onde:
-
é o coeficiente de pressão no ponto . -
é o ângulo entre a direção do fluxo e a normal à superfície no ponto . -
é a área diferencial no ponto .
Passo 4
No entanto, o exercício nos dá apenas os valores de
nos quatro pontos e não fornece informações sobre os ângulos
nem as áreas
. Para simplificar, vamos assumir que os ângulos e áreas são iguais ou que a distribuição é simétrica, o que nos permite somar diretamente os valores de
para obter
.
Passo 5
Assim, a soma dos coeficientes de pressão nos quatro pontos será:
Substituindo os valores fornecidos:
Passo 6
Agora, vamos fazer as contas:
Resposta
O coeficiente de arrasto é
.
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.
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.
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