Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 100
Um caminhão com cavalo mecânico e baú desce uma ladeira a 8°, em ponto morto e sem freios, na altitude padrão de 1.000 m. A resistência de rolagem é de 120 N para cada m/s de velocidade. O caminhão tem área frontal de 9 m2 e pesa 65 kN. Calcule a velocidade terminal (km/h), em ponto morto, (a) sem defletor e (b) com defletor instalado.
Passo 1
E aí, galera, tudo bem? MecFlu pode parecer difícil, mas cola aqui que eu vou te ajudar!
Nessa questão, temos um caminhão de área frontal e peso que desce uma ladeira de angulação e sem freios, numa altitude de . Além disso, o caminhão já tem um atrito de rolagem de .
O enunciado nos pede pra calcular a velocidade terminal em para o caminhão sem defletor e com defletor.
Pra calcular a velocidade terminal, a gente tem que saber que a força peso vai ser igual à força de arrasto total do caminhão, como mostra a equação:
Com tendo ou não a contribuição do defletor. Note que temos que levar em conta a angulação da ladeira para calcular a força peso real.
O valor do coeficiente de arrasto para um caminhão pode ser encontrado na Tabela 7.3, na página 495:
Ou seja, sem defletor e com defletor.
Vamos lembrar que pra uma altitude de a massa específica do ar será .
Então vem comigo pra gente resolver essa questão juntos!
Passo 2
Em primeiro lugar, vamos resolver a letra (a), considerando o caminhão sem defletor e, portanto, .
Substituindo as grandezas que conhecemos na equação que eu te mostrei no Passo 1:
Deixando em função de :
Resolvendo para :
Passo 3
Pra finalizar a questão, vamos resolver a letra (b), considerando o caminhão sem defletor e, portanto, .
Substituindo as grandezas que conhecemos na equação que eu te mostrei no Passo 1:
Deixando em função de :
Resolvendo para :
Pronto, matamos a questão juntos!
Resposta
(a) A velocidade terminal sem defletor é
(b) A velocidade terminal com defletor é