Determine: O ângulo de ataque de sustentação nula, .

Passo 1

Vamos lá! O exercício pede para determinarmos o ângulo de ataque de sustentação nula, representado por . Isso significa que queremos saber qual é o ângulo em que a asa não gera nenhuma sustentação. Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos básicos de aerodinâmica, especialmente sobre o Ângulo de Ataque e a Sustentação. Vamos usar a fórmula da sustentação e entender como o ângulo de ataque influencia nela.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar o que é o Ângulo de Ataque (α). É o ângulo entre a linha central da asa e a direção do fluxo de ar que vem em direção à asa. Esse ângulo é crucial porque determina a quantidade de sustentação que a asa gera.

Passo 3

A Sustentação (L) gerada por uma asa pode ser calculada pela fórmula:
Onde:
  • é a densidade do ar,
  • é a velocidade do fluxo de ar,
  • é a área da asa,
  • é o coeficiente de sustentação, que depende do ângulo de ataque.

Passo 4

Queremos encontrar o ângulo de ataque onde a sustentação é zero, ou seja, . Vamos igualar a fórmula da sustentação a zero:
Para que esse produto seja zero, pelo menos um dos fatores precisa ser zero. Sabemos que , , e não são zero, então conclui-se que:

Passo 5

Agora, precisamos relacionar o coeficiente de sustentação ( ) com o ângulo de ataque ( ). Para pequenas variações de ângulo, essa relação é aproximadamente linear:
Onde:
  • é a taxa de variação do coeficiente de sustentação em relação ao ângulo de ataque,
  • é o coeficiente de sustentação em zero grau de ataque.

Passo 6

Para encontrar o ângulo de ataque que torna , substituímos na equação:
Resolvendo para :

Passo 7

Portanto, o ângulo de ataque de sustentação nula é dado por:

Resposta

O ângulo de ataque de sustentação nula é igual a . Ou seja:

Exercícios relacionados

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:
Admitindo que o escoamento seja invíscido, determine os coeficientes de sustentação, , e arrasto, , em função de .
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 sustentação, .
Para um escoamento irrotacional, mostre que a equação de Bernoulli vale entre quaisquer dois pontos do escoamento, não somente ao longo de uma linha de corrente.