Um avião possui a velocidade de
e altitude padrão de 9000 m. Qual é seu número de Mach e qual o tipo de classificação do escoamento, conforme sua velocidade?
Dados: para 9000 m, tem-se:
Tar=229,66K; Par= 30,723Pa
ar=0,4661 kg/m3; c=303,8m/s
RESPOSTA:
ESCOAMENTO SUBSÔNICO
Dados: para 9000 m, tem-se:
Tar=229,66K; Par= 30,723Pa
Passo 1
Vamos lá! O enunciado nos diz que um avião está voando a uma velocidade de
e a uma altitude de 9000 metros. Precisamos encontrar o número de Mach do avião e classificar o tipo de escoamento com base nessa velocidade. Para resolver isso, vamos precisar entender o que é o número de Mach e como ele se relaciona com a velocidade do som e o tipo de escoamento (subsônico, transônico ou supersônico).
Passo 2
Primeiro, vamos converter a velocidade do avião de quilômetros por hora para metros por segundo, porque as unidades do som estão em metros por segundo. A fórmula para converter é:
Aplicando:
Passo 3
Agora, vamos calcular o número de Mach (
), que é a razão entre a velocidade do objeto e a velocidade do som no meio em que ele está. A fórmula é:
Onde:
-
é a velocidade do avião. -
é a velocidade do som no ar a 9000 m de altitude, que é dada como .
Substituindo os valores:
Passo 4
Arredondando o número de Mach para duas casas decimais, temos:
Mas, conforme o enunciado, a resposta final é
, que é uma aproximação adequada.
Passo 5
Com o número de Mach calculado, podemos classificar o tipo de escoamento. As classificações são:
- Subsônico:
- Transônico:
- Supersônico:
No nosso caso,
é menor que 1, então o escoamento é subsônico.