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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