A força de arraste surge quando há escoamento de fluido ao redor de um corpo sólido. Um sólido em queda livre através de um fluido acelera até haver equilíbrio entre a força de arraste, o peso do sólido e o empuxo, sendo essa condição conhecida como condição terminal, e a velocidade, como velocidade terminal.

1. A força de arraste depende da densidade do fluido e independe da densidade do sólido.

2. A força de arraste sobre um sólido, na condição terminal, independe da forma do sólido, uma vez que o balanço de forças é sempre o mesmo.

3. A força de arraste é relacionada ao transporte de quantidade de movimento e influencia fortemente as operações unitárias de sedimentação, transporte pneumático e fluidização.

4. A força de arraste sobre uma esfera pode ser dividida em arraste de atrito e de pressão, sendo que as propriedades do fluido que mais influenciam cada uma delas são a viscosidade e a densidade, respectivamente.

Assinale a alternativa correta

a) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.

b) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.

c) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.

d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.

e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

Fala, mestre! Para resolver essa questão, vamos fixar os conceitos que aprendemos na teoria

A força de arraste (ou de arrasto) é escrita assim:

A partir daí, já podemos concluir que ela depende da densidade do fluido apenas (ρ), o que mostra que a afirmação 1 é verdadeira:

“A força de arraste depende da densidade do fluido e independe da densidade do sólido” Certo!

Vamos analisar agora a afirmação 2: “A força de arraste sobre um sólido, na condição terminal, independe da forma do sólido, uma vez que o balanço de forças é sempre o mesmo”

Como o enunciado explica, na condição terminal há um equilíbrio de forças, ou seja, o somatório das forças é zero. Assim, a força de arrasto pode ser calculada a partir da força peso e empuxo, que independem da forma do objeto

Logo, a afirmação 2 está correta. :)

Mais uma! Vamos para a terceira: “A força de arraste é relacionada ao transporte de quantidade de movimento e influencia fortemente as operações unitárias de sedimentação, transporte pneumático e fluidização”

Vimos na teoria que a força de arrasto representa a componente paralela do escoamento. Se há escoamento, há transporte de quantidade de movimento. Então, eles estão relacionados.

Além disso, vimos que essa condição terminal vai ser importante em operações unitárias. Mas vamos focar em MecFlu por enquanto, ok? Hahaha

Com isso, a afirmação 3 está certinha tb!

Finalmente, chegamos na quarta: “A força de arraste sobre uma esfera pode ser dividida em arraste de atrito e de pressão, sendo que as propriedades do fluido que mais influenciam cada uma delas são a viscosidade e a densidade, respectivamente”

Siiim! A força de arraste é influenciada pelo arrasto de atrito e o de pressão. O arrasto de atrito é relacionado às forças viscosas na camada-limite e o arrasto de pressão se relaciona com as diferenças de pressão ao longo do escoamento.

Essas diferenças de pressão influenciam na massa específica do fluido e consequentemente em sua densidade. Logo, a afirmação 4 também está certa.

Como 1, 2, 3, e 4 são verdadeiras, a opção correta é a E!