{"id":26,"date":"2012-05-11T08:00:00","date_gmt":"2012-05-11T12:00:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/para-quedista-supersonico-com-o-solidworks-simulation-"},"modified":"2012-05-11T08:00:00","modified_gmt":"2012-05-11T12:00:00","slug":"para-quedista-supersonico-com-o-solidworks-simulation","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/2012\/05\/para-quedista-supersonico-com-o-solidworks-simulation.html","title":{"rendered":"Simula\u00e7\u00e3o do Supersonic Sky Diving com o SolidWorks"},"content":{"rendered":"

Li sobre a tentativa do Felix Baumgartner de obter o recorde mundial de queda livre<\/a> mantido h\u00e1 50 anos por Joseph Kittinger. Felix pretende saltar de uma c\u00e1psula presa a um bal\u00e3o de h\u00e9lio a 120.000 p\u00e9s (ou 36.500 metros), e a grande quest\u00e3o que ningu\u00e9m pode prever \u00e9 se ele saltar\u00e1 de um avi\u00e3o supers\u00f4nico. Pessoalmente, acho que a grande quest\u00e3o \u00e9 por qu\u00ea. O SolidWorks n\u00e3o pode responder por qu\u00ea, mas pode esclarecer a quest\u00e3o da queda livre supers\u00f4nica. O truque de qualquer an\u00e1lise \u00e9 o princ\u00edpio KISS, Keep It Simple Stupid (N\u00e3o complique, seu idiota), portanto vamos come\u00e7ar com um pouco de f\u00edsica da escola, ignorar a resist\u00eancia do ar e supor uma velocidade inicial de zero. Essas equa\u00e7\u00f5es de movimento se tornam simples para nos dar uma solu\u00e7\u00e3o para a velocidade e altitude do Felix.<\/span><\/p>\n

\"1\"<\/a><\/p>\n

Examinando os primeiros 40 segundos do salto de Felix na tabela 1, sem resist\u00eancia do ar, podemos ver que sua velocidade aumenta de forma impressionante e rapidamente quebra a barreira do som. Agora a velocidade do som muda com a altitude<\/a>, mas conforme o paraquedista cai, a resist\u00eancia do ar aumenta. Ent\u00e3o, o que vem primeiro, a barreira do som ou a velocidade final<\/a> do paraquedista?<\/span><\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
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Tempo<\/em><\/p>\n<\/td>\n

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Velocidade (m\/s)<\/em><\/p>\n<\/td>\n

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Altitude<\/em><\/p>\n<\/td>\n

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Velocidade aprox. do som (m\/s)<\/em><\/p>\n<\/td>\n

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Coment\u00e1rios<\/em><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

0<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

0<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

36.500<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

310,1<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

10<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

98,1<\/p>\n<\/td>\n

\n

36.086<\/p>\n<\/td>\n

\n

310,1<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

15<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

147,15<\/p>\n<\/td>\n

\n

35.472<\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n

\n

Fluxo subs\u00f4nico<\/em><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

20<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

196,2<\/p>\n<\/td>\n

\n

34.614<\/p>\n<\/td>\n

\n

306,5<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

25<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

245,25<\/p>\n<\/td>\n

\n

33.510<\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

30<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

294,3<\/p>\n<\/td>\n

\n

32.162<\/p>\n<\/td>\n

\n

303,0<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

Fluxos trans\u00f4nicos<\/em><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

32.5<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

318,8<\/p>\n<\/td>\n

\n

31.395<\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

35<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

343,35<\/p>\n<\/td>\n

\n

30.567<\/p>\n<\/td>\n

\n

 <\/p>\n<\/td>\n

\n

Fluxo supers\u00f4nico<\/em><\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n

\n

40<\/em><\/p>\n<\/td>\n

\n

392,4<\/p>\n<\/td>\n

\n

28.728<\/p>\n<\/td>\n

\n

300,4<\/em><\/p>\n<\/td>\n

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 <\/p>\n<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Vamos tirar o Jimmy do enigma da lata de cerveja<\/a> e colocar um capacete de press\u00e3o e um paraquedas (sim, sei que ele parece o "Rocket Man" da d\u00e9cada de 1950, mas permita-me) e coloc\u00e1-lo \u00e0 prova. A for\u00e7a de resist\u00eancia contr\u00e1ria que Jimmy experimentar\u00e1 ser\u00e1 influenciada por sua posi\u00e7\u00e3o, portanto suponhamos uma posi\u00e7\u00e3o de barriga para baixo est\u00e1vel (Fig. 1). Mais uma vez, pe\u00e7o que me perdoe, porque n\u00e3o sou paraquedista e a posi\u00e7\u00e3o pode estar um pouco errada.<\/span><\/p>\n

\"22\"<\/a><\/p>\n

Figura 1 <\/strong>– Paraquedista est\u00e1vel de barriga para baixo.<\/span><\/p>\n

 <\/p>\n

Ao cair, Jimmy sentir\u00e1 duas for\u00e7as opostas;<\/span><\/p>\n

Uma for\u00e7a de acelera\u00e7\u00e3o Fg<\/sub> = mg<\/span><\/p>\n

E uma for\u00e7a de resist\u00eancia contr\u00e1ria Fd<\/sub> = Cd<\/sub> 1\/2?V2<\/sup>A<\/span><\/p>\n

Portanto, a quest\u00e3o \u00e9: ser\u00e1 que Jimmy alcan\u00e7ar\u00e1 a velocidade do som? \u00c9 hora de acionar o SolidWorks Flow Simulation<\/a> e fazer um r\u00e1pido c\u00e1lculo. Vejamos qual \u00e9 o fluxo de ar em volta de Jimmy depois de 25 segundos de queda livre. Nesse momento, ignorando a for\u00e7a de resist\u00eancia, Jimmy ainda deve estar na velocidade subs\u00f4nica, mas podemos ver pelos resultados que essas \u00e1reas locais de fluxo supers\u00f4nico s\u00e3o desenvolvidas conforme o fluxo se acelera em torno de Jimmy. Depois de 25 segundos de queda livre (supondo que os pesos de Jimmy e do kit sejam de 100 kg) nosso equil\u00edbrio de for\u00e7as seria o seguinte:<\/span><\/p>\n

Uma for\u00e7a de acelera\u00e7\u00e3o Fg<\/sub> = 981N<\/span><\/p>\n

E uma for\u00e7a de resist\u00eancia contr\u00e1ria Fd<\/sub> = 215N<\/span><\/p>\n

Portanto, Jimmy ainda est\u00e1 acelerando.<\/span>
 <\/p>\n

\"33\"<\/a><\/p>\n

\"44\"<\/a><\/p>\n

Agora, vejamos Jimmy depois de 32,5 segundos de queda livre, quando nosso c\u00e1lculo simples estima que ele entraria na velocidade supers\u00f4nica.<\/span><\/p>\n

\"55\"<\/a><\/p>\n

\"66\"<\/a>
Ignorando os efeitos da resist\u00eancia \u00e0 queda livre do Jimmy a velocidade sup\u00f5e um n\u00famero de Mach sempre crescente. Mas depois de tr\u00eas voltas em velocidades e altitudes diferentes, temos dados suficientes para calcular o efeito da resist\u00eancia do ar na velocidade de queda livre.<\/span><\/p>\n

\"77\"<\/a><\/p>\n

Com os dados do SolidWorks Flow Simulation<\/a>, podemos prever que a velocidade m\u00e1xima estimada da queda livre de Jimmy permanece abaixo da velocidade do som. Jimmy seria capaz de aumentar consideravelmente sua velocidade de queda livre se adotasse uma posi\u00e7\u00e3o "de cabe\u00e7a para baixo", mas esse c\u00e1lculo fica para outro dia.<\/span><\/p>\n

Ent\u00e3o, na pr\u00f3xima vez que voc\u00ea decidir quebrar o recorde de velocidade, estude a f\u00edsica primeiro com o SolidWorks Simulation.<\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Li sobre a tentativa do Felix Baumgartner de obter o recorde mundial de queda livre mantido h\u00e1 50 anos por Joseph Kittinger. Felix pretende saltar de uma c\u00e1psula presa a um bal\u00e3o de h\u00e9lio a 120.000 p\u00e9s (ou 36.500 metros),<\/p>\n... Continued<\/a>","protected":false},"author":125,"featured_media":195,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"categories":[443,32,9,50,31],"tags":[98,100,101,95,99,96,104,105,30,103,548,97,544,102],"class_list":["post-26","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-inovao-2","category-simulao","category-solidworks","category-solidworks-2012","category-solidworks-simulation","tag-cfd","tag-dinmica-computacional-de-fludos","tag-estudo-de-fluxo","tag-flow-simulation","tag-fludo-dinmica","tag-fluxo","tag-para-quedas","tag-paraquedista","tag-queda-livre","tag-rocket-man","tag-simulao","tag-simulao-de-fluxo","tag-solidworks","tag-velocidade"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/users\/125"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=26"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/26\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/media\/195"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=26"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=26"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.solidworks.com\/solidworksbrasil\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=26"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}