Enunciado
Física - Fundamentos de Física - Mecânica Volume 1 - 8ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 8º - Capítulo 6.4 - Ex. 40
Suponha que a Eq. 6-14 forneça a força de arrasto a que estão sujeitos um piloto e o assento de ejeção imediatamente após terem sido ejetados de um avião voando horizontalmente a . Suponha também que a massa do assento seja igual à massa do piloto e que o coeficiente de arrasto seja o mesmo que o de um paraquedista. Fazendo uma estimativa razoável para massa do piloto e usando o valor apropriado de da Tabela 6-1, estime o módulo (a) da força de arrasto sobre o conjunto piloto + assento e (b) da desaceleração horizontal (em termos de g) do conjunto, ambos imediatamente após a ejeção [O resultado do item (a) deve servir de alerta para os projetistas: o assento precisa dispor de um anteparo para desviar o vento da cabeça do piloto.]
Passo 1
Belezera galerinha bonita, essa é uma questão que usaremos a equação da força de arrasto dada por:
Lembrando que neste caso a área da seção reta é calculada para o conjunto piloto e assento e a velocidade é a velocidade do avião dada no momento da ejeção.
De acordo com a tabela do livro, a velocidade terminal de um paraquedista é .
Além disso, devemos lembrar que quando um corpo cai por uma distância suficientemente grande no ar, a força de arrasto é numericamente igual a força gravitacional (peso). Assim, a velocidade terminal é dada pela equação:
Passo 2
Belezera, então vamos usar a para determinar o , e , pois o enunciado nos diz que o coeficiente de arrasto do piloto com assento é o mesmo de um paraquedista, e pela tabela, conseguimos extrair a velocidade terminal do parequedista. Assim:
Isolando :
Passo 3
Substituindo este valor na :
Sendo a velocidade do avião em , para isso devemos dividir a velocidade por para fazer a conversão da unidade.
Além disso, o enunciado nos pede para fazer uma boa estimativa da massa de um paraquedista. Para mim, uma massa média de um homem seria em torno de , portanto, usarei a massa do piloto como sendo .
Assim, substituindo todas essas informações na nossa equação:
Passo 4
Aplicando a segunda lei de Newton para o conjunto piloto e assento, considerando, como pedido no enunciado, que o assento tem a massa igual a do piloto, então:
Isolando e substituindo os valores:
Como o exercício pede em função de :
Show de bolinhas, falai!!
Resposta
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