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Calculadora de Força de Arrasto (F_D = ½·ρ·v²·C_D·A)
Calcula a força de arrasto de um corpo em um escoamento fluido: F_D=½·ρ·v²·C_D·A (N), onde ρ é a densidade do fluido, v a velocidade da corrente, C_D o coeficiente de arrasto (depende da forma e de Re) e A a área de referência (projeção frontal). Biblioteca de C_D típicos (Re alto): esfera 0,47, hemisfério 0,42, cilindro longo 0,81, disco/placa 1,17, cubo 1,05, aerofólio 0,04, elipsoide aerodinâmico longo 0,07, cone 0,50; ou «Personalizado». Com a viscosidade dinâmica μ e o comprimento característico L calculam-se o número de Reynolds Re=ρ·v·L/μ e a potência P=F_D·v (W). Densidade em kg/m³/g/cm³, velocidade em m/s/km/h, área em m²/cm²/mm², comprimento em m/cm/mm.
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Fatos principais
Categoria
Math & Numbers
Tipos de entrada
select, number
Tipo de saída
json
Cobertura de exemplos
4
API pronta
Sim
Visão geral
A Calculadora de Força de Arrasto determina a força exercida por um fluido sobre um corpo usando F_D = ½·ρ·v²·C_D·A. Informe o coeficiente de arrasto, a densidade, a velocidade e a área frontal; opcionalmente, calcule também o número de Reynolds e a potência dissipada pelo arrasto.
Quando usar
Estimar o arrasto aerodinâmico de veículos, esferas, placas ou corpos aerodinâmicos.
Calcular o arrasto hidrodinâmico de um corpo em água ou outro fluido.
Comparar formas, velocidades e áreas frontais em estudos de mecânica dos fluidos.
Como funciona
1Selecione uma forma para preencher um C_D típico ou escolha Personalizado e informe o coeficiente diretamente.
2Insira a densidade do fluido, a velocidade da corrente e a área de referência frontal, escolhendo as unidades disponíveis.
3A ferramenta aplica F_D = ½·ρ·v²·C_D·A e apresenta a força de arrasto em newtons.
4Se informar a viscosidade dinâmica e o comprimento característico, a ferramenta também calcula Re = ρ·v·L/μ e P = F_D·v.
Casos de uso
Dimensionamento preliminar de veículos, estruturas e componentes expostos ao vento.
Análise de corpos submersos, equipamentos hidráulicos e objetos em correntes de água.
Avaliação didática de como velocidade, densidade, geometria e área frontal alteram o arrasto.
Exemplos
1. Esfera em uma corrente de ar
Estudante de mecânica dos fluidos
Contexto
Um estudante deseja estimar a força sobre uma esfera com área frontal de 1 m² em ar a 20 m/s.
Problema
Calcular a força de arrasto e a potência associada usando o C_D típico de uma esfera.
Como usar
Selecione Esfera, mantenha C_D = 0,47 e informe ρ = 1,225 kg/m³, v = 20 m/s e A = 1 m².
Forma: esfera; C_D: 0,47; densidade: 1,225 kg/m³; velocidade: 20 m/s; área frontal: 1 m².
Resultado
A força de arrasto calculada é aproximadamente 115,15 N e a potência dissipada pelo arrasto é 2.303 W.
2. Esfera em água com número de Reynolds
Engenheira hidráulica
Contexto
Uma esfera com área frontal de 0,1 m² move-se na água a 2 m/s. A análise também precisa do número de Reynolds.
Problema
Determinar a força de arrasto, a potência e o regime caracterizado por Re.
Como usar
Selecione Esfera e informe ρ = 1000 kg/m³, v = 2 m/s, A = 0,1 m², μ = 0,001 Pa·s e L = 0,5 m.
Perguntas frequentes
Qual fórmula a calculadora usa?
A força de arrasto é calculada por F_D = ½·ρ·v²·C_D·A.
O que representa o coeficiente C_D?
É o coeficiente de arrasto, que depende da forma do corpo e do regime de escoamento.
Posso usar um coeficiente de arrasto próprio?
Sim. Selecione Personalizado ou substitua o valor preenchido no campo C_D.
Quando o número de Reynolds é calculado?
Quando a viscosidade dinâmica μ e o comprimento característico L são informados.
Quais unidades de entrada estão disponíveis?
Densidade em kg/m³ ou g/cm³; velocidade em m/s ou km/h; área em m², cm² ou mm²; e comprimento em m, cm ou mm.