3) Como parte dos esforos contnuos para reduzir o coeficiente de
arrasto e assim aumentar a eficincia no consumo de combustvel dos
carros, o projeto dos espelhos retrovisores laterais tem sido
alterado drasticamente desde uma simples placa circular at uma
forma carenada. Determine a quantidade de combustvel e o dinheiro
economizado por ano como resultado da substituio de um espelho
retrovisor plano de 13 cm de dimetro por outro com um fundo
hemisfrico. Suponha que o carro percorra 24.000 km por ano a uma
velocidade mdia de 95 km/h. Considere a densidade e o preo do
combustvel 0,8 kg/L e $2,5/L, respectivamente, sendo o pci do
combustvel igual a 44 MJ/kg e a eficincia global do motor 30%.
Considere ar = 1,2 kg/m. Ca = 1,1 para um disco circular e 0,4 para
um corpo hemisfrico.
Resp.: 8,84 L/ano ; $5,3/ano
4) Pretende-se suprir as necessidades de gua de um trailer
instalando-se um tanque cilndrico de 2 m de comprimento de 0,5 m de
dimetro sobre o teto do veculo. Determine a potncia adicional
necessria do trailer a uma velocidade de 95 km/h quando o tanque
estiver instalado de forma que suas superfcies circulares estejam
voltadas para: a) a frente do veculo; b) os lados do veculo.
Suponha que as condies atmosfricas sejam 87 kPa e 20C
Coeficientes de arrasto Ca para Re > 104 com base na rea
frontal
L/D Ca 0,5 1,1 1 0,9 2 0,9 4 0,9 8 1,0
Resp.: 1,67 kW ; 7,55 kW
5) Durante um experimento com alto nmero de Reynolds, a fora de
arrasto total agindo sobre um corpo esfrico de dimetro 12 cm
submetido a um escoamento de ar a 1 atm e 5C medida como 5,2 N. O
arrasto de presso agindo sobre o corpo calculado integrando-se a
distribuio de presso (medida usando-se sensores de presso atravs da
superfcie) resultando em 4,9 N. Determine o coeficiente de arrasto
da esfera.
Dado: ar = 2,9 x 10-5 N.s/m
Resp.: 0,026
6) Considere um avio leve com um peso total de 15.000 N e uma
rea de asa de 46 m. Determine a velocidade de decolagem a um ngulo
de ataque de 5 ao nvel do mar e temperatura de 22C. O aeroflio
utilizado no avio apresenta coeficiente de sustentao igual a 0,6
quando o ngulo de ataque de 5. Resp.: 109,2 km/h
7) Um veculo de competio possui na sua parte traseira um
aeroflio invertido que tem o objetivo de aumentar a estabilidade do
veculo em altas velocidades. Esse aeroflio possui 30 cm de corda e
80 cm de envergadura. Qual a fora gerada no aeroflio que empurra o
veculo contra o solo quando a velocidade de 220 km/h? O coeficiente
de sustentao para
o aeroflio 0,45. Dado ar = 1,15 kg/m. Resp.: 231,8 N
8) Um avio tem peso total de 20 kN e tem uma rea de asa de 28 m.
Se o avio est a 180 km/h, qual dever ser o ngulo de ataque das asas
sabendo que o coeficiente de
sustentao varia linearmente de 0 a 10 desde 0,1 at 1,2. Dado ar
= 1,2 kg/m. Resp.: 3,4
9) Um carro de alta velocidade com coeficiente de arrasto 0,3 e
rea frontal de 1 m, libera um pra-quedas de 2 m de dimetro para
reduzir a velocidade a partir da velocidade inicial de 360 km/h.
Considerando que o coeficiente de arrasto seja constante, freios
livres e resistncia de rolagem desprezvel, calcule a fora de
arrasto que atua sobre o conjunto sabendo que o coeficiente de
arrasto do pra-quedas 1,2. Admita ar = 1,2 kg/m. Resp.: 24,42
kN
10) Um avio comercial tem uma massa total de 70.000 kg e uma rea
planiforme de asa de
150 m. O avio tem uma velocidade de cruzeiro de 558 km/h e uma
altitude de cruzeiro de 12.000 m, onde ar = 0,312 kg/m. O avio tem
flaps com fenda dupla para usar durante a decolagem e pouso, mas
ele viaja com todos os flaps recolhidos. Supondo que as
caractersticas de sustentao e arrasto das asas so aquelas indicadas
nos grficos, determine: a) A velocidade mnima segura para decolagem
e pouso com e sem os flaps estendidos;
