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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 149

Enquanto caminhava pelo campus em um dia de ventania, um aluno de mecânica dos fluidos especulava sobre a possibilidade de usar um guarda-chuva como uma “vela” para impulsionar uma bicicleta. Desenvolva uma expressão algébrica para a velocidade que uma bicicleta poderia atingir sobre uma pista plana com um “sistema de propulsão” a guarda-chuva. A área frontal da bicicleta e ciclista é estimada em 0,3   m ² , e o coeficiente de arrasto é em torno de 1,2 . Considere que a resistência de rolamento é 0,75 % do peso da bicicleta e do ciclista; a massa combinada é 75   k g . Avalie a velocidade que poderia ser alcançada pela bicicleta com um guarda-chuva de 1,22   m de diâmetro em um vento que sopra a 24   k m / h . Discuta a viabilidade deste sistema de propulsão.

Passo 1

Fala aí galera, bora pra mais um problema de Mecânica dos Fluidos. Por definição, sabemos que:

∑ F x = F A - F R = 0

No entanto, temos que:

F A = C A g c A u g c + C A b A b 1 2 ρ V a g u a - V b 2

F R = C R m g

Da tabela 9.3, escolhemos C A u = 1,42 .

Logo:

V b = V w - 2 F R ρ C A u A u + C A b A b 1 2

Substituindo:

V b = 16,4 k m / h

É impossível obter a força de propulsão da força de arrasto aerodinâmica, a não ser que a bicicleta esteja se movendo mais lentamente do que o vento.

Resposta

V b = 16,4 k m / h

É impossível obter a força de propulsão da força de arrasto aerodinâmica, a não ser que a bicicleta esteja se movendo mais lentamente do que o vento.

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