Exercícios Resolvidos de Força de Sustentação

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Enunciado

(Adaptada) Um modelo de aerofólio com corda de 15 cm e envergadura de 60 cm é colocado em um túnel de vento com um escoamento de ar igual a 30 m/s (o ar está a 20°C). O aerofólio está montado sobre uma haste suporte cilíndrica com diâmetro e altura iguais a 2 cm e 25 cm, respectivamente. Os instrumentos na base da haste indicam uma força vertical de 50 N e uma força horizontal de 6 N. Calcule o coeficiente de sustentação do aerofólio.

Dados: ρ a r ,   20 ° C = 1,225   k g / m 3

Passo 1

Esse exercício tem bastante informação, mas, quais variáveis precisamos saber para calcular o coeficiente de sustentação C L ?

Vamos juntos nos lembrar da definição dele:

C L = F L 1 2 . ρ . V 2 . A

Precisamos então da força de sustentação F L , massa específica do fluido ρ , velocidade do fluido V e área projetada.

A força de sustentação atua no eixo y (vertical). Logo, pelo o enunciado:

F L = 50   N

A velocidade e massa específica foram dadas diretamente. Quanto a área, ela é o comprimento da corda vezes o tamanho da envergadura

A = 15   c m × 60   c m = 0,15   m × 0,60   m

A = 0,09   m 2

Substituindo na fórmula do coeficiente de sustentação

C L = F L 1 2 . ρ . V 2 . A ⇒ 50 1 2 . 1,225 . 30 2 . 0,09

C L ≅ 1,01

E assim encontramos o coeficiente de sustentação nesse caso :D

Resposta

C L ≅ 1,01

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