Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 6.4 - Ex. 39
Continuação do Problema 8. Suponha agora que a Eq. 6-14 forneça o módulo da força de arrasto que age sobre uma pedra típica de , que apresenta ao vento uma área de seção reta vertical de e tem um coeficiente de arrasto de . Tome a massa específica do ar como e o coeficiente de atrito cinético como . (a) Que velocidade de um vento paralelo ao solo, em quilômetros por hora, é necessária para manter a pedra em movimento depois que começa a se mover? Como a velocidade do vento perto do solo é reduzida pela presença do solo, a velocidade do vento informada nos boletins metereológicos é frequentemente medida a uma altura de . Suponha que a velocidade do vento a essa altura seja vezes maior que junto ao solo. (b) Para a resposta do item a, que velocidade do vento seria informada nos boletins metereológicos? (c) Esse valor é razoável para um vento de alta velocidade durante uma tempestade? (A história continua com o problema 65.)
Passo 1
Primeiro, o resultado do problema foi que a força do vento sobre a pedra teria que ser pelo menos para a pedra continuar em movimente.
Lembrando também que a equação referida no texto é:
Porém, como desejamos determinar a velocidade podemos isolar o na equação acima:
Passo 2
Substituindo os valores dados no enunciado na e considerando o , que é o valor determinado no problema , então:
Para transformar de para como pedido no enunciado, devemos multiplicar a velocidade por . Assim:
Passo 3
Como a velocidade a altura de é duas vezes maior do que junto ao solo, devemos multiplicar a velocidade encontrada no item anterior por dois para determinar a velocidade informada nos boletins metereológicos:
Passo 4
Para comparar essas velocidades com a velocidade real do vento em tempestades, devemos primeiro saber qual é a velocidade média desses ventos na vida real. Para isso, consultei dois sites e notei que em média em tempestade os ventos oscilam de a , ou seja, a velocidade calculada nesse exercício está completamente fora da realidade.
Resposta
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