De quais parâmetros depende a velocidade máxima de um automóvel?

31 de agosto, 2016 às 11:06 | Postado em Mecânica, Mecânica de fluidos

O que determina qual será a velocidade máxima de um carro. Potência, aerodinâmica, peso? Diferença entre aerodinâmica, downforce e arrasto em um carro?

Em um artigo da Revista Brasileira de Ensino de Física apresento um modelo simples que relaciona a potência de tração de um veículo automotor com a velocidade na qual ele transita sobre uma pista horizontal. O artigo está disponível no Research Gate .

De acordo com este modelo simples a potência de tração está fornecida na equação 16 do artigo. Abaixo segue este resultado onde ρ é a densidade do ar, S é área frontal do veículo, C é o coeficiente de arrasto aerodinâmico, v é o valor da velocidade do veículo em relação à pista (e ao ar),  α é o coeficiente de resistência ao rolamento, M é a massa do automóvel e g é o valor da aceleração da gravidade. A expressão indica que a potência de tração de um automóvel que se desloque na horizontal com velocidade constante possui duas componentes: a primeira que cresce com o cubo da velocidade (dependente também da densidade do ar e de parâmetros estritamente geométricos relacionados à forma do automóvel) e a segunda, que cresce linearmente com a velocidade, dependendo da massa e do coeficiente de resistência ao rolamento.

A componente da potência de tração que depende da aerodinâmica do veículo automotor, por depender do cubo da velocidade, torna-se dominante nas altas velocidades. Demonstro no artigo que para um “automóvel típico” (vide no artigo o que tal significa) acima de 60 km/h o primeiro termo é maior do que o segundo.

No artigo também encontrarás resultados da equação aplicada para 155 veículos automotores, demonstrando que ela tem poder preditivo sobre a relação da velocidade máxima alcançada por tais veículos e a potência máxima dos motores dos mesmos.  Vide especialmente a postagem Influência da densidade do ar no teste do Bugatti Veyron?

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