Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 163
Um projeto de graduação envolve a construção de um modelo de um avião ultraleve. Alguns estudantes propõem fazer um aerofólio, a partir de uma folha rígida de plástico, de 1,5 m de comprimento e 2 m de largura em um ângulo de ataque de 12°. Para este aerofólio, os coeficientes de sustentação e de arrasto são e . Se o ultraleve deve voar a 12 m/s, qual é a sua carga total máxima? Qual a potência requerida para manter o voo? Este projeto é factível?
Passo 1
Nesse problema, temos um aerofólio, em que devemos calcular a carga útil máxima e a potência necessária.
Para a resolução da questão, já temos alguns dados e através deles podemos fazer os cálculos:
Uma informação que devemos ter é que, assim como em casos aerodinâmicos, a força de arrasto é igual ao empuxo, por estarem na mesma direção.
Quanto a sustentação, como é uma componente perpendicular ao movimento do objeto, se iguala ao peso. Assim, temos
Passo 2
Sabendo que , o elevador é dado por:
A carga útil é então dada por:
Assim, o arrasto é dado por
Como , logo, o impulso do motor necessário é .
A energia necessária é:
Portanto, o modelo ultraleve é realizável.
Prontinho!!