Um restaurante pretende instalar um cartaz de
de altura e 13 m de largura em um local onde a velocidade do vento chega a
. O cartaz será montado sobre dois pilares bem altos. Calcule a força do vento sobre a placa caso o vento seja perpendicular a ela e a temperatura do ar seja
Passo 1
O enunciado pede a força que o vento exerce sobre uma placa retangular de altura
,m e largura
,m, com vento perpendicular de velocidade
,m/s, à temperatura de
C. O conteúdo envolvido é mecânica dos fluidos: precisamos calcular a densidade do ar via equação dos gases ideais e aplicar a fórmula da força de arrasto em placa plana.
Passo 2
Para obter a densidade do ar
usamos a equação dos gases ideais supondo pressão atmosférica
,Pa e constante
,J/(k
). A temperatura em kelvin é
logo
Passo 3
A área
da placa é
Passo 4
A força de arrasto em uma placa plana perpendicular ao vento é dada por
onde
é o coeficiente de arrasto típico de placa plana e
,m/s.
Passo 5
Substituindo os valores:
Calculando passo a passo:
Arredondando conforme apresentado no enunciado, obtemos
,kN.