Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 11.Problemas - Ex. 20
Qual ciclista deve ser mais rápido: aquele que mantém a cabeça e o corpo na posição vertical ou aquele que inclina o corpo aproximando-o dos joelhos? Por quê?
Passo 1
Vamos começar pensando de forma prática. Em uma competição de ciclismo, nas Olimpíadas por exemplo, o comum é que os ciclistas andem de qual forma?
Exatamente!!! Os competidores inclinam o corpo aproximando-o dos joelhos. Como é uma competição, isso deve ajudá-los a ser mais rápidos. Certo?
Vamos agora pensar em como isso afeta a velocidade.
Passo 2
Quando os ciclistas estão correndo eles tem de vencer uma força: a força de arraste do ar. Tudo bem?
Então, se o ciclista estiver sob uma força de arraste menor ele pode desenvolver uma alta velocidade com mais facilidade. Para responder a pergunta do enunciado temos que pensar em como a posição do ciclista afeta na força de atrito.
Passo 3
A força de arrasto pode ser calculada por:
Então, ela é diretamente proporcional à área projetada pelo ciclista.
Pensando nas duas posições propostas pelo enunciado, um ciclista com o corpo na posição vertical teria uma área projetada superior ao ciclista que inclina o corpo. E, portanto, uma força de arrasto do ar maior também.
Assim, o ciclista que inclina o corpo deverá ser mais rápido.
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)