The drag coefficient of a car at the design conditions of 1 atm, 25^circ C, and 90 km / h 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 F = tfrac12,rho,v^2,CD,A 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
CD = Ftfrac12,rho,v^2,A
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:
rho = pR,T,
onde rho = 1,013times10^5287 times 298 approx 1,184;kg/m^3 Pa, J/(kg·K) e K.

Passo 3

Converter a velocidade de 90 km/h para m/s:
90;km/h = 90times10003600 = 25;m/s

Passo 4

Calcular a pressão dinâmica q = tfrac12 times 1,184 times 25^2 = 0,592 times 625 approx 370,6;Pa :

Passo 5

Determinar a área de referência A = a, que é a projeção frontal do carro:

Passo 6

Agora, isolar CD = Fq,A = 220370,6 times 2,0625 approx 220764,4 approx 0,29 na fórmula do arrasto:

Resposta

O coeficiente de arrasto total do carro é aproximadamente
boxedCD approx 0,29

Exercícios relacionados