Questão 13 Física

Unicamp 2009 - 2a fase
O aperfeiçoamento de aeronaves que se deslocam em altas velocidades exigiu o entendimento das forças que atuam sobre um corpo em movimento num fluido. Para isso, projetistas realizam testes aerodinâmicos com protótipos em túneis de vento. Para que o resultado dos testes corresponda à situação real das aeronaves em voo, é preciso que ambos sejam caracterizados por valores similares de uma quantidade conhecida como número de Reynolds R. Esse número é definido como , onde V é uma velocidade típica do movimento, L é um comprimento característico do corpo que se move e b é uma constante que depende do fluído.
a) Faça uma estimativa do comprimento total das asas e da velocidade de um avião e calcule o seu número de Reynolds. Para o ar, bar ≅ 1,5 x 10--5 m2/s.
b) Uma situação de importância biotecnológica é o movimento de um micro-organismo num meio aquoso, que determina seu gasto energético e sua capacidade de encontrar alimento. O valor típico do número de Reynolds nesse caso é de cerca de 1,0 x 10--5, bastante diferente daquele referente ao movimento de um avião no ar. Sabendo que uma bactéria de 2,0 μm de comprimento tem massa de 6,0 x 10--16 kg, encontre a sua energia cinética média. Para a água, bagua ≅ 1,0 x 10 --6 m2/s.

Resposta:

a) Admitindo-se um comprimento total L igual a 45 m e uma velocidade de 900 km/h = 250 m/s, temos o número de Reynolds dado a seguir:

Obs.: o número de Reynolds é uma grandeza adimensional.

b) Da definição de número de Reynolds apresentada, para a bactéria vem:


Assim, sua energia cinética média (E) é dada por:

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