Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 19
Qual dos carros pode ser mais eficiente em termos de consumo de combustível: aquele com arestas vivas ou um outro mais arredondado assemelhando-se a uma elipse? Por quê?
Passo 1
Vamos começar pensando de forma prática. Quando pensamos em um carro eficiente o que vem à cabeça?
Poderia ser um carro de corrida, certo? E estes carros tem arestas vivas ou arredondadas?
Exatamente!!! Arredondadas. Então, já sabemos que os carros com arrestas arredondas são mais eficientes. Vamos agora pensar no porquê.
Passo 2
Um carro eficiente é aquele que consegue converter uma maior parte da energia do combustível em movimento. Tudo bem?
Em outras palavras, aquele que consegue diminuir a dissipação de energia. Uma das formas de dissipação ocorre pelo atrito entre o carro e o ar ao longo do movimento.
Então, para comprovar que o carro de arestas arredondadas é mais eficiente temos que verificar se ele gera um menor atrito em comparação com o carro de arestas vivas. Vamos lá?
Passo 3
Uma das coisas que afeta o coefieciente de arrasto é a área projetada do objeto. Pensando em um carro “quadrado” de largura , sua área projetada seria:
Por outro lado, para um carro de forma elíptica de mesma largura, a área seria em torno de:
Então, a área projetada por um carro de arestas arredondadas é menor, diminuindo o coeficiente de atrito.
Outro ponto a favor dos carros arredondados é o processo de separação do escoamento. A existência de cantos vivos favorece a separação de escoamento, fator que gera uma região de separação.
Esta região é uma zona de baixa pressão, o que provoca recirculação das correntes de ar e, por consequência aumenta o atrito entre o carro e o ar.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)