A superfície superior de um vagão de passageiros de um trem movendo-se a uma velocidade de tem de largura e de comprimento. Se o ar externo estiver a e , determine a força de arrasto que age sobre a superfície superior do vagão.

Vamos também separar os dados fornecidos no problema. Assim, temos:

Velocidade do vagão de passageiros:

Largura do vagão de passageiros:

Comprimento do vagão de passageiros:

Área da superfície superior do vagão:

Pressão do ar externo:

Temperatura do ar externo:

Vamos precisar também encontrar algumas propriedade na Tabela A-9 a e .

Densidade do ar:

Viscosidade cinemática do ar:

Nessa questão, queremos calcular a força de arrasto que atua na superfície superior de um vagão de passageiros do trem. Para isso, podemos começar calculando o número de Reynolds no final vagão, ou seja, a de comprimento para a velocidade de , usando a seguinte relação:

Aqui,  é a velocidade do escoamento,  é o comprimento do vagão e  é a viscosidade cinemática do fluido. Substituindo os termos da relação acima pelos dados coletados, temos:

Nós supomos que o valor do número de Reynolds crítico é . Como o valor obtido do número de Reynolds é maior que o valor crítico, o escoamento é misto. Então, podemos calcular o coeficiente de atrito usando a expressão abaixo:

Substituindo o número de Reynolds encontrado no passo anterior, temos:

Aqui, como o arrasto de pressão é zero, e, portanto, para uma placa plana, a força de arrasto que atua na superfície do vagão pode ser calculada usando a fórmula abaixo:

Onde,  é a densidade do ar,  é a área da superfície superior do vagão através da qual o ar está fluindo e  é a velocidade do fluxo. Substituindo os termos da equação acima pelos dados coletados e calculados, temos:

Portanto, a força de arrasto que atua na superfície superior do vagão é .