Enunciado
Termodinâmica - Çengel - Termodinâmica - Ed: 7º - Capítulo 1.Problemas - Ex. 125
A força de arraste exercida sobre um carro pelo ar depende de um coeficiente de arraste adimensional, a densidade do ar, a velocidade do carro e a área frontal do carro. Isto é, função . Com base somente nas considerações sobre as unidades, obtenha uma relação para a força de arraste.
Passo 1
Queremos encontrar uma relação para a força de arraste, sabemos pela 2ª lei de Newton que
No SI, a unidade de massa é kg e a da aceleração é m/, daí, temos que
Temos que chegar a essa unidade de medida com nossa relação.
Passo 2
Temos que o coeficiente de arraste é adimensional, a densidade do ar é dada por , a velocidade do carro pode ser dada por e a área frontal do carro será dada por .
Multiplicando o coeficiente de arraste, a densidade do ar, a velocidade do carro e a sua área frontal, teremos
Passo 3
Porém, note que na unidade de força, temos um segundo ao quadrado, note que o único termo que apresenta a unidade de segundo é a velocidade, logo, vamos elevá-la ao quadrado, daí
Resposta
A relação para a força de arraste é dada por .