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Enunciado

Mecânica e Resistência dos Materiais - Dinâmica: Mecânica para Engenharia - 12ª Edição - Russel C. Hibbeler- Ed: 12º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 131

131. O avião a jato de 12Mg tem uma velocidade constante de 950 km/h ao voar ao longo de uma linha reta horizontal. O ar penetra nas cavidades de entrada de ar S a uma taxa de 50 m 3 s . Se o motor queima combustível a uma taxa de 0,4 Kg/s e o gás (ar e combustível) é exaurido em relação ao avião, a uma velocidade de 450 m/s, determine a força de arrasto resultante exercida sobre o avião pela resistência do ar. Suponha que o ar tem uma densidade constante de 1,22 k g / m 3 . Dica: visto que a massa entra e sai do avião, as equações 15.28 e 15.29 devem ser combinadas para resultar em ∑ F s = m . d v d t - v D e . d m e d t + v D i   . d m i d t .

Passo 1

Neste tipo de problema seria importante fazer um esboço da situação que o enunciado descreve para sabermos quais são as forças que estão envolvidas no problema e a partir daí utilizar as equações desenvolvidas ao longo da seção.

Passo 2

Um esboço do que está sendo dito no enunciado pode ser representado por:

Passo 3

Utilizando a dica do enunciado teremos que:

∑ F s = m . d v d t - v D e . d m e d t + v D i   . d m i d t

v = 950 k m h = 0,2639 k m s

v D e = 0,45 k m s

v D i = 0,2639 k m s

d m i d t = 50 1,22 = 61 k g s

d m e d t = 0,4 + 61 = 61,4 k g s

- F D = 0 - 0.45 61,4 + 0,2639 ( 61 )

F D = 11,5   K N

Resposta

F D = 11,5   K N

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