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Aerodinâmica I

Consideremos um ciclista com sua bicicleta andando no plano e sem vento significativo. Precisa-se fazer força para se manter uma velocidade constante.

Como sabemos de postagens anteriores:

F x V = P

(força multiplicada por velocidade igual a potência)

e

P x t = E

(potência multiplicada pelo tempo igual a energia)

Mas para onde vai esta energia?

A energia gasta pelo ciclista ( no plano sem vento ) irá ser dissipada por basicamente 3 fenômenos.

1 Perdas na transmissão (corrente, rodas dentadas, engrenagens, rolamentos , etc.)

2 Perdas por atrito e deformação no contato pneu/solo.

3 Resistência aerodinâmica

Nesta postagem iremos dar importância para a resistência aerodinâmica. A resistência aerodinâmica é modelada matematicamente por:

F= k x V² x A

(força aerodinâmica é igual a uma constante multiplicada pelo quadrado da velocidade e pela área)

Esta força atua de forma oposta ao movimento. Ou seja, tenta reduzir a velocidade do conjunto ciclista e bicicleta. A velocidade é a propria velocidade da bicicleta e a àrea é a área da seção transversal ( área projetada de um ciclista olhado de frente).

A constante pode ser decomposta em 2 outras constantes:

k = c1 x c2

Podemos considerar c1 como os valores relacionados às propriedades do ar, como viscosidade e densidade. Enfim, o que não podemos alterar. A c2 iremos atribuir ao fator de forma mais conhecido como coeficiente aerodinâmico. Este valor irá depender da forma do objeto que se desloca no fluido e pode ser verificado em tabelas obtidas com valores experimentais .

É esta constante ( c2 ) que explica a existência de componentes ciclisticos com formas muitas vezes incomuns, como capacetes em forma de gota e rodas fechadas, que permitem uma menor resistência aerodinâmica e consequentemente maior velocidade.

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