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Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 56

Um veículo de entregas transporta um longo letreiro sobre o topo, como na Figura P7.56. Se o letreiro for muito fino e o veículo se mover a 105 km/h, (a) estime a força sobre o letreiro sem vento lateral e (b) discuta o efeito de um vento lateral.

Passo 1

E bora lá!

Cara, temos que pro ar ρ = 1,2   k g / m 3 e μ = 1,8 E - 5   k g / ( m ⋅ s ) . Convertendo nossa velocidade, teremos que V = 29,06   m / s . Assim, bora ver a força sobre o letreiro sem o vento lateral, temos por Reynols

R e L = ρ V L μ = 1,2 k g m 3 29,06 m s 8   m 1,8 E - 5 k g m ⋅ s = 1,55 E 7

Turbulento!

Assim, nosso coeficiente de arraste:

C A = 0,031 R e L 1 7 = 0,031 1,55 E 7 1 7 = 0,00291

Logo, a força de arraste:

F A = C A   ρ 2 V 2 b L 2   l a d o s = 0,00291 1,2 k g m 3 2   29,006 m s 2 ( 0,6   m ) ( 8   m ) ( 2 )

F A = 14   N

Passo 2

O vento lateral vai causar uma grande força lateral, maior que o arrasto sobre a placa. Vamo considerar um vento de 29 m/s, aproximadamente a velocidade do carro, com um ângulo de 5°! Pela Eq. (7.70), teremos:

C L = 2 π sen ⁡ θ 1 + 2 0,75 = 0,02

Assim, a força de um vento lateral:

F v e n t o = C L ρ 2 V 2 b L = 0,02 1,2 k g m 3 2 29 m s 2 0,6   m 8   m = 50   N  

Resposta

  1. 14 N
  2. 50 N
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