Força de Arrasto x Coeficiente de Arrasto

• AS OBSERVAÇÕES ESTÃO NO FINAL, HAVENDO DUVIDA ME PROCURE.

Arrato (Força de Arrasto e Coeficiente de Arrasto)

A força de arrasto é conhecida quando um corpo se movimenta através de um fluído em movimento, onde esta superficie fica submetida e imersa a um  fluído, com uma força dinamica, resultante de forças de pressão (normal a superficie) e de tensões cisalhantes (tangencial a superficie) (?????????). A força de arrasto depende do atrito viscoso do ar com a superficie sobre as quais escoa e de efeitos inerciais causados pela colisão do ar com o corpo em movimento. A intensidade da força de arrasto inercial depende da densidade do ar, portanto a a força de arrasto inercial cresce com o quadrado da velocidade do ar em relação ao corpo exposto. (segundo quem???)

A força de arrasto atuante em um corpo é, portanto, composta

de duas parcelas: uma devida ao arrasto de atrito e a outra ao

arrasto de pressão. A contribuição relativa de cada uma varia

com o regime do escoamento e com as condições da superfície

do corpo. O arrasto de pressão depende, basicamente, da forma

do corpo e pode ser reduzido a um mínimo como, por exemplo,

em um elipsóide de revolução exposto a um escoamento paralelo

ao eixo de simetria do corpo. O arrasto de atrito não depende

significativamente da forma do corpo; entretanto, é influenciado pelas características da superfície. No caso de escoamento sobre uma

esfera lisa, tanto o arrasto de atrito quanto o de pressão

contribuem para o arrasto total. (segundo quem???)

Em geral a força de arrasto é devida por efeitos combinados da pressão e das forças de cisalhamento na parede, na direção do escoamento. As componentes de pressão e forças de cisalhamento na parede na direção normal ao escoamento tendem a mover o corpo nesta direção, sua soma é chamada de sustentação.

A força de arrasto (F) em um corpo imerso em um fluido em

movimento é comumente expressa como:

F = 1/2 *C * A * ρ * v2, em

que C é o coeficiente de arrasto (adimensional); A é a área

característica (m2); é a densidade do fluido (kg m-3) e V é a

velocidade uniforme do fluido (m s-1). O coeficiente de arrasto

inclui os arrastos de pressão e de atrito.

A força de sustentação (Fs) é expressado como:

Fs= Cs * ρ * V2/2 * A, em que Fs é a força de sustentação produzida; Cs é o coeficiente de sustentação; ρ é a densidade do ar ; V é a velocidade uniforme; A é a area característica (m2). (segundo quem???)

[pic 1](1)

[pic 2](1)

Um corpo carenado desloca-se por através de um fuido com maior facilidade que um corpo rombudo.

[pic 3](2)

[pic 4](2)

        Ventos fortes derrubam árvores, linhas de transmissão

        e até pessoas, devido a força de arrasto.

[pic 5](3)

As forças de pressão e forças viscosas agindo em um corpo bidimensional e as forças resultants de sustentação de arrasto. (3)

Portando, pode-se afirmar que as forças de arrasto e sustentação dependem da densidade ρ do fluído, da velocidade montante V e do tamanho, forma e orientação do corpo, entre outras coisas, além disso, não é praticado a listar essas forças para uma variedade de situações. Considera-se convenientes trabalhar com numeros adimensionais apropriados que representam as características de arrasto e sustentação do corpo.

Esses numerous são os coeficiente de arrasto CD e o coeficiente de sustentação CL; eles são definidos por como:

[pic 6]

[pic 7]

1. A força de arrasto agindo sobre uma placa plana paralela ao escoamento depende somente do cisalhamento na parede.

[pic 8]

1. A força de arrasto agindo sobre uma placa plana normal ao escoamento depende somente da pressão e é independente do cisalhamento na parede, que age na direção normal ao escoamento de corrente livre.

[pic 9]

Os coeficientes locais de arrasto variam ao longo da superfície como resultado da mudanças na camada limite de velocidade na direcão do escoamento(?????). Usualmente estamos interessados nas forças de arrasto e sustentação para a superfície inteira.

Quando um corpo é solto na atmosfera ou em um lado, ele primeiro acelera sob a influência de seu próprio peso. O movimento do corpo encontra uma resistência que é a força de arrasto, que age na direção oposta ao movimento. A medida em que a velocidade do corpo aumenta, aumenta também a força de arrasto. Isso continua até que todas as forças se equilibrem umas as outras e a força resultante agindo sobre o corpo (e portanto sua aceleração) seja zero. Então podemos dizer que a velocidade do corpo permanence constante durante o resto de sua queda se as propriedades do fluído no caminho do corpo permanecerem constants. Essa velocidade maxima que um corpo em queda pode atingir é conhecida como velocidade terminal (como veremos em mais detalhes mais adiante). As forças que agem sobre um corpo em queda são normalmente a força de arrasto, a força de flutuação e o peso do corpo.