Enunciado

Qual o efeito da forma perfilada no (a) arrasto de atrito e (b) no arrasto de pressão? (c) O arrasto que age no corpo necessariamente diminui com a forma perfilada? Explique.

Passo 1

(a) Sólidos perfilados costumam ser pequenos ou possuírem baixa área superficial de escoamento, correto?

Você se lembra lá de MecFlu que quanto menor a área de escoamento, maior será a velocidade do fluxo, certo?

Nesse caso acontecerá exatamente isso, a velocidade do fluido aumentará (não ao ponto de passar um regime laminar para turbulento) e com isso vemos também que haverá por consequência um aumento da resistência a esse escoamento mais rápido, ou seja, aumenta-se o arrasto de atrito.

Passo 2

(b) Seguindo a mesma ideia de MecFlu, a equação de Bernoulli nos diz que se aumentamos a velocidade (energia cinética), necessariamente precisamos diminuir a pressão do escoamento (energia potencial), portanto haverá uma diminuição do arrasto de pressão.

COMO ASSIM, CARA???? MAS ENTÃO POR QUE EU SINTO QUE A “PRESSÃO” DA ÁGUA AUMENTA QUANDO EU BLOQUEIO UM POUQUINHO DA SAÍDA DA MINHA MANGUEIRA AQUI EM CASA QUANDO VOU LAVAR O CHÃO?

Isso que você observa não é porque você aumentou a pressão de saída do fluido, mas sim porque você aumentou a velocidade dele e o que você observa que parece ser “com mais pressão” que o fluido atinge o sólido é o que chamamos de pressão de estagnação, ou seja, é a “sensação” de pressão maior causada pelo impacto a maior velocidade. É só você lembrar da equação clássica da mecânica que diz que força é proporcional a massa e aceleração. Então o que você sente é na verdade essa força que foi aumentada por causa do aumento de velocidade e NÃO DA PRESSÃO!

Passo 3

(c) Um escoamento laminar sente muito mais o arrasto de atrito do que um escoamento turbulento, pois sente muito mais a condição de não deslizamento, então de modo geral o arrasto total diminui com números altos de Reynolds.

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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