Use os dados abaixo para responder as questões 1 e 2 .
Um ciclista parado é açoitado por um vento de
. Sabendo que seu coeficiente de arrasto é 0,15 , sua área de seção transversal
e a massa específica do ar
, calcule a força de arrasto sobre o ciclista, em Newtons.
Um ciclista parado é açoitado por um vento de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a força de arrasto que o vento exerce sobre um ciclista parado. Os dados que temos são:
- Velocidade do vento (
) = - Coeficiente de arrasto (
) = - Área de seção transversal (
) = - Massa específica do ar (
) =
Vamos usar conceitos de física relacionados ao arrasto em fluidos para chegar à resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é força de arrasto. A força de arrasto é uma resistência que um objeto encontra quando se move através de um fluido, como o ar. Ela depende de alguns fatores, como a velocidade do objeto, a densidade do fluido, a área frontal do objeto e o coeficiente de arrasto, que caracteriza a forma do objeto.
A fórmula para calcular a força de arrasto (
) é dada por:
Onde:
-
é a força de arrasto, -
é o coeficiente de arrasto, -
é a massa específica do fluido, -
é a área de seção frontal, -
é a velocidade relativa entre o objeto e o fluido.
Passo 3
Agora, vamos substituir os valores que temos na fórmula:
Primeiro, calculamos o quadrado da velocidade:
Agora, multiplicamos todos os valores:
Vamos passo a passo:
Resposta
A força de arrasto sobre o ciclista é aproximadamente
.