Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 98
A resistência ao movimento de uma boa bicicleta sobre um pavimento liso é decorrente, quase que inteiramente, do arrasto aerodinâmico. Considere que a massa total de ciclista e bicicleta é W = 100 kg. A área frontal, medida de uma fotografia, é A = 0,46 m². Experiências em uma colina com declive de 9% mostram que a velocidade terminal é = 15 m/s. A partir desses dados, o coeficiente de arrasto é estimado como = 1,2. Verifique os cálculos do coeficiente de arrasto. Estime a distância necessária para que ciclista e bicicleta desacelerem de 15 m/s para 10 m/s, enquanto o ciclista descansa nos pedais após atingir o piso plano.
Passo 1
Fala aí galera, vamos para mais um problema de mecânica dos fluidos. Primeiramente, sabemos que, por definição:
O ângulo de inclinação é dado por:
Somando as forças no eixo x
Substituindo as forças:
Isolando-se o coeficiente de arrasto:
Substituindo os valores:
Logo, a estimativa para o coeficiente de arrasto é boa.
Na superfície plana, temos que:
Portanto:
Separando as variáveis, teremos:
Integrando os dois lados da equação diferencial:
Substituindo os valores na expressão acima: