Eficiência da Hélice (Propulsiva)
Calcula a eficiência propulsiva de uma hélice, η = (T·V/P)·100%, a razão entre a potência útil de propulsão (empuxo × velocidade) e a potência fornecida ao eixo. Mede quanto da potência do motor a hélice converte em empuxo de avanço — hélices bem projetadas atingem 80–88% em cruzeiro. Cai muito em baixa velocidade (decolagem) e perto da velocidade do som nas pontas das pás. Informe o empuxo, a velocidade e a potência no eixo.
Resultado
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Eficiência da hélice (propulsiva)
Uma hélice é uma asa que gira: ela converte a potência do eixo do motor em empuxo. A eficiência propulsiva η = (T·V/P)·100% mede que fração dessa potência vira propulsão útil (empuxo × velocidade de avanço). Hélices bem projetadas atingem 80–88% em cruzeiro — melhor que muitos motores a jato em baixa velocidade. Mas a eficiência despenca em duas situações: parado no solo (velocidade zero → empuxo sem avanço, η→0) e quando as pontas das pás se aproximam da velocidade do som, gerando ondas de choque e ruído. É por isso que hélices têm passo variável e um limite prático de velocidade. Informe o empuxo, a velocidade e a potência no eixo.
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Alcance de Breguet (Aeronave a Jato)
Calcula o alcance de cruzeiro de uma aeronave a jato pela equação de Breguet: a velocidade dividida pelo consumo específico de empuxo, vezes a eficiência aerodinâmica, vezes o logaritmo natural da razão entre o peso no início e no fim do cruzeiro. Vale para cruzeiro com V, consumo específico e L/D constantes — na prática o cruzeiro em subida, com Mach e coeficiente de sustentação fixos, ou o voo em degraus. Informe velocidade, TSFC, L/D e os dois pesos.
Potência Dissipada em Mancal
Calcula a potência dissipada por atrito em um mancal, P = T × ω, multiplicando o torque de atrito T pela velocidade angular ω (rad/s). O resultado, em watts, é a energia mecânica convertida em calor por unidade de tempo devido ao atrito — perda que reduz a eficiência e aquece o lubrificante e os componentes. Esse calor precisa ser dissipado (por convecção ou por circulação de óleo) para manter a temperatura de operação segura, pois o superaquecimento degrada o lubrificante e pode causar agarramento. Estimar a potência dissipada é essencial para dimensionar a refrigeração e a vazão de óleo. Informe o torque de atrito e a velocidade angular.
Potência pelo Coeficiente do Almirantado
Estima a potência propulsiva de um navio pela fórmula do Almirantado, P = (∆^(2/3)·V³)/C, a partir do deslocamento (∆, t), da velocidade (V, nós) e do coeficiente do Almirantado (C), característico de cascos semelhantes. É um método clássico e rápido de prever a potência necessária na fase de anteprojeto, baseado na semelhança com navios já construídos. A dependência com V³ mostra o alto custo da velocidade. Informe o deslocamento, a velocidade e o coeficiente C.
Eficiência de Combustível Aeronáutica
Calcule a eficiência (km/L ou mpg) dividindo a distância percorrida pelo combustível consumido pela aeronave.
Potência Dissipada no Freio
Calcula a potência dissipada por um freio em regime de torque, P = T·(2π·n/60), a partir do torque de frenagem T (N·m) e da rotação n (rpm). A potência dissipada é a taxa com que o freio converte energia mecânica em calor — o produto do torque de frenagem pela velocidade angular. É um parâmetro distinto da ENERGIA total de frenagem: a energia é o total de calor gerado (em joules), enquanto a potência é a INTENSIDADE com que esse calor é gerado (em watts), e é ela que determina a temperatura de regime do freio. Um freio que dissipa muita energia, mas lentamente (baixa potência), aquece pouco; um que dissipa a mesma energia rapidamente (alta potência) aquece muito mais. A potência dissipada é crítica em freios que trabalham de forma CONTÍNUA ou repetitiva: freios de retenção em descidas longas, freios de equipamentos industriais (guinchos, pontes rolantes, esteiras que precisam segurar carga), e dinamômetros (que medem potência de motores justamente dissipando-a em um freio). Nesses casos, a potência dissipada em regime define a capacidade de REFRIGERAÇÃO necessária (ventilação, refrigeração a água) para manter a temperatura estável. Igualar a potência dissipada à capacidade de resfriamento dá a temperatura de equilíbrio. Informe o torque de frenagem e a rotação.
Fator de Equivalência de Carga por Eixo
Calcula quantas passagens do eixo padrão equivalem a uma passagem do eixo real, pela lei da potência do dimensionamento de pavimento: fator = (carga do eixo ÷ carga do eixo padrão) elevado ao expoente de dano. É esse fator que converte a contagem de tráfego em número N de solicitações do eixo padrão, que no Brasil é o eixo simples de rodas duplas de 8,2 tf, ou 80 kN. O expoente amplifica a sobrecarga de forma brutal: um eixo 20% mais pesado que o padrão não consome 20% a mais do pavimento, e sim 2,07 vezes, o que explica por que um único caminhão fora do limite legal pesa mais na vida da via do que milhares de automóveis, cujo fator é praticamente zero. O expoente ficou como entrada em vez de fixo em 4, o valor da AASHTO consagrado como lei da quarta potência, porque pavimento rígido e modelos de trincamento por fadiga trabalham com expoentes entre 3 e 5, e o resultado muda de patamar conforme a escolha. Informe a carga do eixo, a carga do eixo padrão e o expoente de dano.
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