Coeficiente de resistência aerodinâmica

O coeficiente de arrasto ${\displaystyle c_{\mathrm {d} }\,}$ é definido como:

${\displaystyle c_{\mathrm {d} }={\dfrac {2\cdot F_{\mathrm {d} }}{\rho v^{2}A}}\,,}$

onde:

${\displaystyle F_{\mathrm {d} }\,}$ é a força de arrasto, a qual é por definição o componente de força na direção da velocidade de fluxo,[nota 1]

${\displaystyle \rho \,}$ é a densidade de massa de um fluido,[nota 2]

${\displaystyle v}$ é a velocidade do objeto relativo ao fluido, e

${\displaystyle A\,}$ é a área de referência.

A área de referência depende de qual tipo de coeficiente de arrasto está sendo medido. Para automóveis e muitos outros objetos, a área de referência é a área de projeção frontal do veículo. Esta pode não necessariamente ser a área da seção transversal do veículo, dependendo sobre onde a seção transversal é tomada. Por exemplo, para uma esfera ${\displaystyle A=\pi r^{2}\,}$ (note-se que esta não é a área de superfície = ${\displaystyle \!\ 4\pi r^{2}}$).

Para aerofólios, a área de referência é a área da superfície alar. Dado que esta tende a ser uma área maior comparada à área da projeção frontal, os coeficientes de arrasto resultantes tendem a ser baixos: muito mais baixos que para um carro com o mesmo arrasto, área frontal e a mesma velocidade.

Dirigíveis e alguns corpos de revolução usam o coeficiente de arrasto columétrico, no qual a área de referência é o quadrado da raiz cúbica do volume do dirigível. Corpos submersos em fluxo alinhado usa a superfície molhada.

Dois objetos tendo a mesma área de referência movendo-se na mesma velocidade através de um fluido experimentarão um,a força de arrasto proporcional a seus respectivos coeficientes de arrasto. Coeficientes para objetos em fluxos não alinhados podem ser 1 ou mais, para objetos fluxo alinhado muito menos.

Fluxo em torno de uma placa, mostrando estagnação.

Ver artigo principal: Equação do arrasto

A equação do arrasto:

${\displaystyle {\vec {F}}_{\mathrm {d} }={\frac {\rho v^{2}c_{\mathrm {d} }A}{2}}{\hat {v}}}$

Uma placa circular plana tem um ${\displaystyle {\mathbf {c}}_{\mathrm {x} }\,}$ igual a 1, ainda que a turbulência que se forma em volta dela aumente esse valor para 1,2, mesmo valor para o Usain Bolt.[6]

Uma gota de água, considerada com uma aerodinâmica baixíssima, quase perfeita, tem um ${\displaystyle {\mathbf {c}}_{\mathrm {x} }\,}$ de 0,05.

• "Como funciona a aerodinâmica" - HSW
• "Aerodinâmica, o poder do vento" - BCWS

• Arrasto
• Equação do arrasto
• Coeficientes aerodinâmicos