Lista de Exercícios Resolvidos de Força de Sustentação

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(Adaptada) Um avião pesa 180 kN e tem uma área de asa de 160 m² e uma corda média de 4 m. As propriedades de aerofólio são dadas pela figura. Se o avião é projetado para pousar a V 0 = 1,2 V e s t o l , usando um flap saliente (split flap) colocado a 60°, qual é a velocidade de aterrissagem apropriada em km/h?

Dados: ρ a r ,   n i v e l   d o   m a r = 1,225   k g / m 3

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O jato executivo Cessna Citation pesa 67 kN e tem uma área de asa de 32 m². O jato voa em condição de cruzeiro a 10 km de altitude padrão com um coeficiente de sustentação de 0,21 e um coeficiente de arrasto de 0,015. Calcule (a) a velocidade de cruzeiro em km/h e (b) a potência em hp necessária para manter a velocidade de cruzeiro.

Dados: ρ a r ,   10 k m = 0,4125   k g / m 3

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(Adaptada) Admita que um certo avião seja equipado com os melhores dispositivos de alta sustentação da figura abaixo. Qual a sua mínima velocidade de estol em km/h? Este avião pesa 180 kN e tem uma área de asa de 160 m² e uma corda média de 4 m. Sabendo que o avião é projetado para pousar a V 0 = 1,2 5 × V e s t o l , qual é a velocidade de aterrissagem apropriada em km/h?

Dados: ρ a r ,   n i v e l   d o   m a r = 1,225   k g / m 3

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(Adaptada) Um modelo de aerofólio com corda de 15 cm e envergadura de 60 cm é colocado em um túnel de vento com um escoamento de ar igual a 30 m/s (o ar está a 20°C). O aerofólio está montado sobre uma haste suporte cilíndrica com diâmetro e altura iguais a 2 cm e 25 cm, respectivamente. Os instrumentos na base da haste indicam uma força vertical de 50 N e uma força horizontal de 6 N. Calcule o coeficiente de sustentação do aerofólio.

Dados: ρ a r ,   20 ° C = 1,225   k g / m 3

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Uma bola de tênis lisa, com massa de 57   g e 64   m m de diâmetro, é golpeada na sua parte superior (topsipin) a 25   m . s - 1 , o que lhe confere uma rotação de 7500   r p m . Calcule a sustentação aerodinâmica atuando sobre a bola. Avalie o raio de curvatura da sua trajetória na máxima elevação do plano vertical. Comapre com o raio quando não houver rotação.

(Dados: C L = 0,30 e ρ a r = 1,23   k g . m - 3 )

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(Adaptada) Um Boeing 747, que pesa 290   t o n com combustível, leva 100 passageiros e decola a uma velocidade de 225   k m . h - 1 . O peso médio de cada passageiro com sua mala é igual a 100   k g . Calcule a velocidade que o Boeing deve ter para decolar quando carregar 272 passageiros (com suas respectivas bagagens).

Assuma que a configuração geométrica e o ângulo de ataque são os mesmos em ambas situações.

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(Adaptada) Considerando um projeto de aeronave que deva voar com velocidade constante e igual a 4,6   m . s - 1 numa mesma altitude e que tenha uma asa com comprimento de 29,26   m e largura de 2,27   m , determine o coeficiente de sustentação e a carga da asa. Admita que a massa do avião com o piloto é de 95,2   k g .

OBS: Somente a asa do avião é responsável pela sustentação e a carga da asa é definida como a razão entre a força de sustentação e a área projetada.

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(Adaptada) Um avião Piper tem uma massa de 700   k g e voa com um a velocidade de 190   k m . h - 1 . Sabendo que a área da superfície projetada é de 16,5   m ² , determine o coeficiente de sustentação nessas condições e a potência requerida pelo motor, sabendo que o coeficiente de arrasto ( C D ) equivale a 0.05 .

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