The drag coefficient of a car at the design conditions of
, and
is to be determined experimentally in a large wind tunnel in a full-scale test. The height and width of the car are 1.25 m and 1.65 m , respectively. If the horizontal force acting on the car is measured to be 220 N , determine the total drag coefficient of this car.
Passo 1
Beleza, o exercício quer que a gente ache o coeficiente de arrasto total
de um carro num túnel de vento em condições de 1 atm, 25 °C e 90 km/h. Isso é conteúdo de mecânica dos fluidos: vamos usar a fórmula básica do arrasto
ou, isolando
,
Pra isso, precisamos de:
- densidade do ar
, - velocidade
em m/s, - área de referência
(altura × largura), - e a força medida
N.
Passo 2
Calcular a densidade do ar em 1 atm e 25 °C (298 K). A gente usa a equação dos gases ideais:
onde
Pa,
J/(kg·K) e
K.
Passo 3
Converter a velocidade de 90 km/h para m/s:
Passo 4
Calcular a pressão dinâmica
:
Passo 5
Determinar a área de referência
, que é a projeção frontal do carro:
Passo 6
Agora, isolar
na fórmula do arrasto:
Resposta
O coeficiente de arrasto total do carro é aproximadamente