Uma onda de choque normal se desloca a
através do ar estagnado a 20으. Calcule a velocidade induzida atrás da onda de choque.
Passo 1
Resumo do enunciado: uma onda de choque normal se move a 600 m/s através de ar estacionário a 20 °C. Queremos achar a velocidade do gás atrás da onda.
Conteúdo da matéria: choque normal em fluxo compressível. Vamos usar:
Conteúdo da matéria: choque normal em fluxo compressível. Vamos usar:
- a fórmula da velocidade do som,
- o número de Mach a montante,
- a relação de conservação de massa e momento no choque (relação de velocidades).
Passo 2
Calcular a velocidade do som antes do choque.
Temperatura absoluta:
Temperatura absoluta:
Velocidade do som:
Passo 3
Determinar o número de Mach do escoamento que bate na onda (no referencial da onda, o gás entra a 600 m/s):
Passo 4
Usar a relação de velocidades no choque normal, que vem da conservação de massa e de momento:
Passo 5
Calcular a velocidade do gás atrás do choque no referencial da onda:
Passo 6
Voltar ao nosso referencial (laboratório), em que o ar a montante está parado e a onda se move a 600 m/s. A velocidade do gás atrás no laboratório é
Resposta
A velocidade induzida atrás da onda de choque é, aproximadamente,