Enunciado

Defina a área planiforme de um corpo submetido a escoamento externo. Quando é correto usar a área planiforme nos cálculos de arrasto e sustentação?

Passo 1

Esse exercício quer saber se devemos calcular os coeficientes de arrasto C D e C L , substituindo a área planiforme do corpo na área A presente na equação do coeficiente de arrasto C D (equação 11-5 do livro) e na equação do coeficiente de sustentação (equação 11-6 do livro).

C D = F D 1 2 ρ V 2 A

C L = F L 1 2 ρ V 2 A

onde F D é a força de arrasto, F L é a força de sustentação, V é a velocidade a montante e ρ a densidade do fluido.

A figura abaixo mostra cada um desse termo.

Nos próximos passos nós veremos, o que é a área planiforme e quando usaremos a área frontal para calcular C D e C L .

Passo 2

Para entender o que é a área planiforme, vamos calcular a área planiforme A de dois corpos que estão dentro de um escoamento: uma asa de avião de envergadura b e corda c (distância entre bordo de ataque e bordo de fuga) e uma placa plana com profundidade L e largura H .

A partir da imagem acima nós vemos que a área planiforme A é a área que a gente vê do corpo, quando estamos olhando pra ele de cima (de uma direção perpendicular ao escoamento). Em outras palavras, a área planiforme A é a área do corpo projetada em um plano que está paralelo ao escoamento!

Passo 3

Mas CUIDADO! Essa área planiforme só é usada se o corpo for carenado. Ou seja, essa área só é usada se o formato do corpo é aerodinâmico e foi pensado para diminuir o atrito entre ele e o fluido. Caso o corpo seja rombudo (não seja carenado e bloqueie mais o escoamento), como um cilindro, um tetraedro ou uma esfera, não usamos a área planiforme.

Resposta

A área planiforme A é a área do corpo projetada em um plano que está paralelo ao escoamento. É correto usar a área planiforme nos cálculos de arrasto e sustentação de corpos carenados.

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