Testes rodoviários realizados em uma estrada plana, em um dia calmo, podem ser usados para medir os coeficientes de arrasto aerodinâmico e de resistência de rolamento para um veículo em escala real. A resistência de rolamento é estimada a partir de d V / d t medido em baixa velocidade, em que o arrasto aerodinâmico é pequeno. A resistência de rolamento é então deduzida de d V / d t medido em alta velocidade a fim de determinar o arrasto aerodinâmico. Os seguintes dados foram obtidos durante um teste com um veículo de peso W   =   111.250   N e área frontal A   =   7,34   m ² :

Estime o coeficiente de arrasto aerodinâmico para este veículo. Para qual velocidade o arrasto aerodinâmico excede pela primeira vez a resistência de rolamento?

Passo 1

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

∑ F x = m a x

C A = F A 1 2 ρ A V 2

Fazendo a composição das forças:

- F R - F A = m a x

Para as velocidades:

- F R - F A 88 = m a x 88

- F R = m a X 8

Combinando as equações, teremos:

- F A 88 = m a x 88 - a x 8 = m d V d t 88 - d V d t 8 = - 1 2 C A A ρ V ²

Substituindo os valores e isolando o coeficiente:

C A = 0,606

Passo 2

Para a velocidade de 8 km/h, temos que a força de arrasto é nula. Portanto:

F R = - m a x 8

F R = 776 N

Considerando que:

F r = F A

Logo, substituindo a força de arrasto e isolando a velocidade:

V = 16,7 m / s

Resposta

C A = 0,606

V = 16,7 m / s

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