Coeficiente de Arrasto (Cd)
Calcula o coeficiente de arrasto Cd = 2·F/(ρ·v²·A) a partir da força de arrasto, densidade do fluido, velocidade e área frontal.
Cd = —
Coeficiente de arrasto: F_d = (1/2)·ρ·v²·Cd·A
O coeficiente de arrasto Cd é um número adimensional que diz quão aerodinâmico (ou hidrodinâmico) é o corpo. A força de arrasto segue F_d = (1/2)·ρ·v²·Cd·A, em que ρ é a densidade do ar (≈1,225 kg/m³ ao nível do mar), v é a velocidade em m/s e A é a área frontal em m². Como o termo é quadrático em v, dobrar a velocidade quadruplica o arrasto. Alguns valores de referência ajudam a situar os números: uma esfera lisa fica perto de 0,47, um cubo em torno de 1,05, uma placa retangular perpendicular ao escoamento em 1,17 e uma gota de água em ar em apenas 0,04 (forma quase ótima). Nos carros, o Tesla Model 3 tem o recorde de sedã com Cd = 0,23, o Toyota Prius marca 0,24, um carro popular roda entre 0,30 e 0,35 e uma pickup cai na faixa de 0,40 a 0,50. Uma bicicleta tipo TT está por volta de 0,9 frontal, um ciclista em posição aero entre 0,7 e 0,8, e um avião comercial, com suas asas finas, desce para cerca de 0,02–0,03.
Aplicações
Aparece no trabalho de aerodinâmica, das simulações CFD ao túnel de vento, e na economia de combustível, onde dobrar o Cd dobra a energia perdida em velocidade de rodovia. Também surge no ciclismo profissional, no design de Fórmula 1, em capacetes esportivos e quadros de bicicleta, na hidrodinâmica naval e de submarinos, e no projeto de projéteis esportivos como bolas e dardos.
Perguntas frequentes
O Cd depende da velocidade? Na maior parte das vezes não, embora varie um pouco com o número de Reynolds. Em velocidades muito baixas ou transônicas ele pode dar um salto brusco, como na crise do arrasto em esferas perto de Re ≈ 3×10⁵.
Por que só o Cd não basta? O que realmente conta é o produto Cd·A. Uma pickup com Cd = 0,40 e A grande costuma arrastar mais que um sedã com Cd = 0,30 e A pequena.
Cd pode ser maior que 1? Sim. Um paraquedas ou uma placa plana podem passar de 1,3. O Cd só compara a forma com uma referência, e não existe limite superior.
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