Física PPT - Resistência do Ar

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

manika@escola24horas.com.br