Enunciado
Física - Okuno - Física para Ciências Biológicas e Biomédicas- Ed: 1º - Capítulo Guia 2.3 - Ex. 1
a. A área efetiva de um paraquedas de forma semiesférica de raio é . Determine a razão entre as forças de resistência do ar que atuam sobre duas semiesferas de mesmo material, de raio s e , sendo . Suponha que elas descem com a mesma velocidade , com a parte plana voltada para cima. Qual é a razão entre os coeficientes das duas semiesferas? E entre ?
b. Se duas semiesferas iguais descerem com a mesma velocidade inicial , uma com a parte côncava enquanto que a outra com a parte plana voltada para baixo, como serão as forças de arrastamento que agem sobre elas? E como será a nova razão entre ? E entre ?
Passo 1
Fala galerinha. Tudo tranquilo? Espero que sim.
Temos duas semiesferas iguais, mas uma tem o dobro do raio da outra, queremos a razão entre as forças de arrasto entre elas, a razão entre os coeficientes e entre .
Passo 2
A força de arrastamento depende da equação
Como estão descendo da mesma forma, no mesmo material e no mesmo lugar, vamos ter que , e vão ser iguais. O que vai alterar é . Como a área efetiva é vamos ter
Para teremos
Substituindo na equação da força de arrasto e fazendo a razão temos
A razão entre das duas esferas vai ser igual a razão entre das duas esferas e vai ser já que ambas estão descendo da mesma forma.
Passo 3
Como as esferas estão descendo de forma diferente, também vão ter razões diferentes. Como a velocidade inicial continua a mesma, vamos ter que a razão entre os coeficientes vai continuar mas a razão entre os coeficientes vai ser diferente de um já que agora temos que estão de formas diferentes.
Resposta
A razão entre as forças de arrasto é 4. A razão entre os coeficientes em ambos os casos vai ser 1, mas temos que apenas no primeiro caso vai ser 1, na segunda teremos um diferente de 1.
Mais uma feita. Bora pra mais uma?