(g) Como uma rotação em torno do seu próprio eixo influencia no arrasto do transdutor sonar? (0,5 p t)

Passo 1

Então, a gente tem uma questão que pergunta como a rotação de um transdutor de sonar em torno do seu próprio eixo afeta o arrasto que ele experimenta. Vamos trabalhar com conceitos de dinâmica dos fluidos e forças de arrasto para entender isso. Precisaremos entender o que é arrasto, como a rotação pode influenciar essa força e aplicar algumas fórmulas básicas para calcular ou descrever essa influência.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é força de arrasto. O arrasto é a força que atua contra o movimento de um objeto através de um fluido, como a água no caso do sonar. Essa força depende de vários fatores, incluindo a velocidade do objeto, a viscosidade do fluido, a área de contato e a forma do objeto.

Passo 3

Agora, vamos considerar a rotação do transdutor. Quando o transdutor gira em torno do seu próprio eixo, ele altera a maneira como a água flui ao seu redor. Essa rotação pode influenciar o arrasto de duas maneiras principais: mudando a área efetiva que enfrenta o fluxo de água e alterando a viscosidade aparente devido ao movimento rotacional.

Passo 4

Para quantificar isso, usamos a f��rmula do arrasto:
Fd = 12 rho v^2 Cd A
onde:
  • é a força de arrasto,
  • é a densidade do fluido,
  • é a velocidade relativa,
  • é o coeficiente de arrasto,
  • é a área de superfície.

Passo 5

A rotação pode afetar principalmente o coeficiente de arrasto . Quando o transdutor gira, a superfície que está se movendo na direção do fluxo de água muda continuamente, o que pode reduzir a formação de camadas limites estáveis e diminuir o arrasto. Além disso, a rotação pode ajudar a espalhar a energia do fluxo de água, tornando o movimento mais suave e eficiente.

Passo 6

Também, a rotação pode influenciar a turbulência ao redor do transdutor. Movimentos rotacionais podem ajudar a minimizar a formação de zonas de baixa pressão que aumentam o arrasto, mantendo o fluxo de água mais uniforme e reduzindo a resistência que o transdutor encontra ao se mover.

Resposta

Então, resumindo, a rotação do transdutor de sonar em torno do seu próprio eixo tende a reduzir o arrasto que ele enfrenta. Isso acontece porque a rotação ajuda a diminuir o coeficiente de arrasto e a manter o fluxo de água mais estável e eficiente ao redor do transdutor.

Exercícios relacionados

  • Uma esfera pesa 2,6g e tem 3,8 cm de diâmetro. Ela pode ser sustentada por uma corrente de ar. Qual a velocidade da corrente? Faça os cálculos considerando (a) peso aparente (ou seja, com empuxo) e (b) empuxo desprezível. Densidade do ar =1,2 kg / m 3; Repita os cálculos para uma esfera de 60 g numa corrente de água, nas condições © considerando o empuxo e (d) desprezando o empuxo. Dados: densidade da agua =1000 kg / m 3 ; C D=0,47 ; g=9,8 m / s 2.
  • Um ciclista pedala por uma estrada sem vento com uma velocidade U=12 m / s. O produto de seu coeficiente de arrasto por sua área frontal é Cd. A=0,6 m 2. Em um dado momento, o vento (densidade do ar =1,2 kg / m 3 ) começa a soprar na direção contrária de seu deslocamento com velocidade W=7 m / s. Se o ciclista mantiver o mesmo gasto de potência de quando não havia vento, qual será sua nova velocidade? Despreze a resistência de rolamento.
D=17,5 cm= diâmetro constante dos tubos antes e depois da bomba;
(pc / gamma)=45 m= carga piezométrica em C ;
hA C=(3 U^2 / 2 g)= perda de carga contínua entre C reservatório inferior e a bomba;
hC F=(2 U^2 / 2 g)= perda de carga contínua entre: bomba e o reservatório superior.
Supondo alpha=1, calcular:
I) a velocidade média e a vazão do líquido na tubulação;
II) a energia fornecida pela bomba;
III) a potência da bomba, em kgf cdot m / s e em cv.
© A força de arrasto sobre o modelo em teste é de 2,8 N, nesse caso, estime a força de arrasto no protótipo; Para esse cálculo, usar: (massa específica do ar = 1,23 kg / m^3 e massa específica do mar=1040 kg / m^3 );