Um avião a jato voa com velocidade V numa altitude h (onde a temperatura é igual a T ). Determine:
Tipo de escoamento (ao preencher o formulário escolha a opção). (valor: 0,5 )
Considere as seguintes observações:
i. Valor de V, em : soma dos quatro últimos algarismos da matrícula do aluno, multiplicado por 45;
ii. Dados: , á;

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um avião a jato que está voando com uma certa velocidade numa altitude onde a temperatura é . O objetivo aqui é determinar o tipo de escoamento do ar ao redor desse avião. Para resolver isso, a gente vai precisar entender um pouquinho sobre mecânica dos fluidos, especialmente sobre o número de Reynolds, que ajuda a identificar se o escoamento é laminar ou turbulento.

Passo 2

Primeiro, precisamos descobrir a velocidade do avião. De acordo com o enunciado, é igual à soma dos quatro últimos algarismos da matrícula do aluno multiplicada por 45. Como não tenho essa informação, vamos considerar que você já tenha calculado esse valor. Vamos chamar essa velocidade de em .

Passo 3

Agora, vamos converter a velocidade de para , já que as unidades padrão para as fórmulas são em metros e segundos. A conversão é feita dividindo por 3,6:

Passo 4

Para determinar o tipo de escoamento, precisamos calcular o Número de Reynolds ( ). A fórmula do Número de Reynolds é:
Onde:
  • é a velocidade do fluxo ( )
  • é uma dimensão característica (por exemplo, o comprimento do avião)
  • é a viscosidade cinemática do ar

Passo 5

Vamos precisar encontrar a viscosidade cinemática ( ) do ar a essa temperatura. A viscosidade cinemática pode ser calculada usando a relação:
Onde:
  • é a viscosidade dinâmica
  • é a densidade do ar
Dado os dados:
  • que é igual a (convertendo para Kelvin)
A densidade do ar ( ) pode ser calculada usando a fórmula dos gases ideais:
Aqui, precisamos do valor da pressão na altitude dada. Geralmente, a pressão diminui com a altitude, mas como não foi fornecida, vamos assumir que você tenha esse valor ou que seja necessário usá-lo como uma variável na solução.

Passo 6

Assumindo que você tenha a densidade do ar, agora precisamos da viscosidade dinâmica . A viscosidade dinâmica do ar pode ser estimada usando a fórmula de Sutherland ou consultando tabelas padrão, mas como não temos a equação específica aqui, vamos considerar que é conhecido ou fornecido.
Com e , podemos calcular :

Passo 7

Agora que temos em , (comprimento característico do avião, por exemplo), e , podemos calcular o Número de Reynolds:

Passo 8

Interpretando o Número de Reynolds:
  • Se , o escoamento é laminar.
  • Se , o escoamento é turbulento.
  • Entre 2000 e 4000, é uma zona de transição.
Com o valor de calculado, você poderá identificar o tipo de escoamento.

Resposta

Depois de calcular o Número de Reynolds utilizando os passos acima, você poderá determinar se o escoamento ao redor do avião é laminar ou turbulento. Se , o escoamento é laminar; se , é turbulento.

Exercícios relacionados

Determinar a ascensão capilar, em mm , para um determinado fluido num tubo de diâmetro D e que forma um ângulo de contato . (valor: 1,0)
Considere as seguintes observações:
i. Tensão superficial do fluido, em N/m: soma dos algarismos da matrícula do aluno, dividido por 400;
ii. Dados: pol, , á;
Qual é a pressão, em kPa , dentro de uma gota de um certo fluido de diâmetro D se a pressão atmosférica local for de ? (valor: 1,0)
Considere as seguintes observações:
i. Pressão , em psi: soma dos três últimos algarismos da matrícula do aluno, dividido por 1,5;
ii. Dados: pol, á;
Um aumento de pressão de aplicada a de um certo líquido causa uma redução no volume, , de . Determine o módulo de elasticidade, em MPa. (valor: 1,0 )
Considere as seguintes observações:
i. Variação da pressão, , em psi: Número de caracteres do nome completo do aluno, incluindo os espaços, dividido por 2,5;
ii. Dados: á;
Qual a diferença de pressão ( ), em Pa , dentro de uma bolha de um certo fluido? Admita que a tensão superficial do fluido seja igual a X% da tensão superficial da água. (valor: 1,0)
Considere as seguintes observações:
i. Diâmetro da bolha, em mm: Número de caracteres do nome completo do aluno, incluindo os espaços, multiplicado por 4;
ii. Dados: á;