Página dedicada ao relato de experiências de ensino em Astronomia, Física e Matemática. Aqui centralizo e compartilho todo material paralelo utilizado em aulas presenciais, particulares ou à distância.
Ae tiurma, atendendo aos milhões de pedidos, segue o exercício 20 da lista.
Atendendo à uma dúvida postada no blog, segue um texto com algumas conceitos de aerodinâmica.
Para entender
as ideias básicas da aerodinâmica, vamos refrescar a memória em relação à
física.
Conforme um
objeto se move pela atmosfera ele desloca o ar à sua volta, ficando sujeito à
gravidade (g) e ao arrasto.
O arrasto é
acontece quando um objeto se move através de um meio fluido como a água ou o
ar, e aumenta conforme a velocidade – quanto mais rápido o objeto, mais arrasto
ele sofrerá.
Medimos o
movimento de um objeto usando os fatores descritos nas Leis de Newton. Estão
incluídas massa, velocidade, peso, força externa e aceleração.
O arrasto tem
efeito direto sobre a aceleração. A aceleração (a) de um objeto é seu peso (P)
menos o arrasto (Fa) dividido por sua massa (m). Já que o peso é a massa de um
objeto multiplicada pela força de gravidade que atua sobre ele. Para
simplificar:
a = (P - Fa) / m
Conforme um
objeto acelera, sua velocidade e o arrasto aumentam, até que o arrasto seja
igual ao peso – situação em que não há mais aceleração. Digamos que o objeto
nessa equação seja um carro. Isso significa que conforme o carro se move cada
vez mais rápido, mais e mais ar se opõe a ele, limitando sua aceleração e sua
velocidade.
Para objetos
de formas diversas, é útil para descobrir um número importante – o coeficiente
de arrasto. Esse é um dos fatores principais para determinar como um objeto se comporta,
cortando o ar. O coeficiente de arrasto (Cx)é igual ao arrasto (Fa) dividido pelo produto da velocidade (V) ao
quadrado multiplicada pela área (A) multiplicada por metade da densidade do
ar(p).
Em termos de
equação:
Cx = Fa / (A * 0,5 * p * V^2)
Para
determinadas formas, como na dúvida do aluno, o fator relevante é a área (A) da
superfície do corpo que estará sob influência do arrasto. Para objetos de formas complexas, como carros, aviões e foguetes, outros fatores são levados em consideração, mas isso é assunto para outro post.
