O que é um coeficiente de arrasto?

No campo da aerodinâmica e de fluidos, o coeficiente de arrasto refere-se à figura numérica que representa a resistência de um objeto - ou arraste - quando se move contra um meio fluido, que geralmente é água ou ar. Também pode levar em consideração a área da superfície em que um objeto está, como cimento, grama ou água. O termo é aplicado com mais frequência ao fabricar máquinas como carros, aviões e navios.

Os aerodinâmicos usam a seguinte fórmula para calcular o coeficiente de arrasto de um objeto: 2Fdd / pv2A. Nesta fórmula, "Fd" refere-se à força de arrasto do objeto ou à energia que se move na direção oposta ao objeto. O "p" é a densidade de massa do meio, enquanto "v" refere-se à velocidade ou velocidade do objeto. "A", por outro lado, refere-se à área de referência do objeto.

O princípio básico por trás da fórmula do coeficiente de arrasto é que a densidade do meio fluido é proporcional à força que está dando contra o objeto e à velocidade quadrada do objeto em relação ao fluido. Este princípio pode ser mais óbvio quando a fórmula é invertida: Fd = (pv2 cdA / 2) A. Isso também significa que o coeficiente de arrasto pode variar bastante da velocidade com que o ar da água passa pelo objeto. A velocidade, por sua vez, pode mudar com a forma do objeto.

A regra geral é que, quanto maior a área pela qual o fluido fluido passa, maior o coeficiente de arrasto. Com um quadrado e um cone, a ampla área do quadrado permite que mais ar seja empurrado contra ele, em oposição ao cone, no qual o ar pode sair mais rapidamente da sua forma pontiaguda. Dessa maneira, um objeto em forma de quadrado sofre mais resistência e tem uma tendência a se deslocar mais lentamente, em comparação com um objeto em forma de cone.

Esse princípio é freqüentemente usado no design de automóveis, especialmente para carros esportivos que dependem muito da velocidade. Pode-se observar que os carros de corrida são menores e têm uma frente suave e inclinada. Isso permite que o ar passe com mais facilidade pelo carro sem obstruções, produzindo um coeficiente de resistência mais baixo, mais velocidade e uso mais eficiente do combustível. Os carros esportivos também tendem a ficar mais baixos no chão em comparação com os carros normais, de modo que o ar que entra entre os pneus e o solo é reduzido. Desta forma, o carro tem uma melhor aderência do solo e pode andar mais rápido.