Questão 2. Considerando a força resultante sobre um aerofólio,
(a) defina as componentes normal e axial;
(b) defina as componentes sustentação e arrasto;
(c) Desenvolva relações entre os pares normal/axial e sustentação/arrasto.
(a) defina as componentes normal e axial;
(b) defina as componentes sustentação e arrasto;
(c) Desenvolva relações entre os pares normal/axial e sustentação/arrasto.
Passo 1
O enunciado pede para trabalhar com a força resultante que age num aerofólio e, em particular, (a) definir as componentes normal e axial dessa força; (b) definir as componentes sustentação e arrasto; (c) encontrar as fórmulas que relacionam
com
. Aqui o conteúdo é transformação de componentes de um sistema de eixos para outro, girados de um ângulo de ataque
.
Passo 2
A componente normal
é a projeção da força resultante
perpendicular à linha de corda do aerofólio, e a componente axial
é a projeção paralela à linha de corda. Em outras palavras, se tomamos um eixo
ao longo da corda e um eixo
normal à corda, então
Passo 3
A sustentação
é a componente de
perpendicular à direção do escoamento incidente (direção do vento relativo), e o arrasto
é a componente de
paralela ao escoamento, mas voltada de encontro ao movimento. Se tomamos um eixo
paralelo ao vento e um eixo
perpendicular ao vento, então
Passo 4
Para passar de [(N,A)) em eixos ligados à corda para
em eixos ligados ao vento, usamos que o ângulo entre o eixo da corda e o vento é o ângulo de ataque
. Assim, giramos o sistema de eixos em
. Aplicando a rotação, obtemos tanto a transformação direta quanto a inversa:
Transformação de
para
:
Transformação de
:
Resposta
(a)
é a componente de
normal à corda;
é a componente paralela à corda.
(b) é a componente de
perpendicular ao escoamento;
é a componente paralela ao escoamento.
(c)
(b)
(c)