física ppt - resistência do ar
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Sabemos que as equações da queda livre somente valem se for possível desprezar a resistência do ar.
Mas o que é a resistência do ar?
Física 1 - Resistência do ar
O ar oferece resistência a qualquer corpo que se se mova em seu interior. É com
base nesse fato que o pára-quedas funciona: quando o pára-quedista salta,
ele é submetido a uma força de resistência exercida pelo ar.
Física 1 - Resistência do ar
PESO
RESISTÊNCIA DO AR
Física 1 - Resistência do ar
PESO
RESISTÊNCIA DO AR
Ela está orientada para cima e aumenta na medida que ele cai, até atingir um valor máximo. A velocidade de queda também aumenta até atingir um valor
limite.
Física 1 - Resistência do ar
PESO
RESISTÊNCIA DO AR
Sem a resistência do ar, um pára-quedista em queda livre, saltando de
uma altura de 1000 metros, chegaria ao chão com uma velocidade de aproximadamente 500 km/h.
Física 1 - Resistência do ar
PESO
RESISTÊNCIA DO AR
Com o pára-quedas aberto e a resistência do ar, a velocidade com que o pára-
quedista cai atinge um valor próximo de 10 km/h, o que lhe garante um pouso
seguro.
Física 1 - Resistência do ar
De que depende a força de resistência do ar?
Basicamente dos seguintes fatores:
4. Velocidade relativa do corpo em relação ao ar
3. Área do objeto voltada para o movimento
2. Coeficiente aerodinâmico do corpo
1. Densidade do ar
Física 1 - Resistência do ar
Densidade do ar
A densidade do ar depende da temperatura e da pressão ambiente. Em locais de menor
altitude o ar é mais denso e portanto oferece mais resistência ao movimento.
Fator 1
Ao nível do mar e a uma temperatura de 0°C, a densidade (ou massa específica) do ar é de
aproximadamente 1,3 kg/m3.
Física 1 - Resistência do ar
Coeficiente aerodinâmico
Obtido em testes de laboratório, o coeficiente aerodinâmico C, é uma grandeza
adimensional (sem unidade) associada à forma do corpo.
Fator 2
Quanto maior é o coeficiente aerodinâmico, maior é a força de resistência do ar.
cubo C = 1,05
esfera C = 0,47
cunha C = 0,08
Física 1 - Resistência do ar
Obtido em testes de laboratório, o coeficiente aerodinâmico C, é uma grandeza
adimensional (sem unidade) associada à forma do corpo.
Fator 2
Quanto maior é o coeficiente aerodinâmico, maior é a força de resistência do ar.
automóvel
esportivo
caminhão
motocicleta
C = 0,30
C = 0,90
C = 1,60
Coeficiente aerodinâmico
Física 1 - Resistência do ar
ÁreaFator 3
Apesar de o formato de um guarda-chuva ser muito próximo do de um pára-queda,
ninguém se arriscaria a pular de um avião com um guarda-chuva aberto, certo?
Física 1 - Resistência do ar
ÁreaFator 3
É que força de resistência do ar é diretamente proporcional à área do objeto
voltada para o movimento.
Física 1 - Resistência do ar
ÁreaFator 3
É que força de resistência do ar é diretamente proporcional à área do objeto
voltada para o movimento.
Física 1 - Resistência do ar
Velocidade
Observa-se experimentalmente que a força de resistência do ar é diretamente
proporcional ao quadrado da velocidade relativa do corpo em relação ao ar.
Fator 4
Quando você põe a mão para fora do carro com o veículo em movimento, você sente a
resistência do ar. Quanto maior for a velocidade desenvolvida, maior será a força
de resistência.
GRANDEZA
UNIDADE SISÍMBOLO
Física 1 - Resistência do ar
Há uma fórmula empírica que resume todos os conhecimentos vistos aqui:
F = .C.A.v212
força de resistência do arnewtonFdensidade do ar kg/m3coeficiente aerodinâmico
não tem
C
área do objeto m2Avelocidade relativa m/sv
Física 1 - Resistência do ar
Finalmente, saiba que o que foi apresentado para o ar, é válido com boa dose de aproximação para os demais fluidos.
Naturalmente, seria a densidade do fluido considerado.
F = .C.A.v212