Ao contrário de outras forças resistivas, como o atrito, que é quase independente da velocidade, forças de arrasto dependem da velocidade.
Um exemplo de forças dependentes da velocidade é o arrasto aerodinâmico, como o usado para explicar o desempenho de Usain Bolt.
Arrasto – Wikipédia, a enciclopédia livre (wikipedia.org)
Na dinâmica dos fluidos, o arrasto é a força que faz resistência ao movimento de um objeto sólido através de um fluido. Essa força é composta por dois componentes principais:
Forças de fricção (atrito): Essas atuam em direção paralela à superfície do objeto. Quando um fluido flui sobre uma superfície estável (como uma placa plana, o leito de um rio ou a parede de um tubo), o fluido em contato com a superfície é trazido para descanso pela tensão de cisalhamento. Isso ocorre devido à condição de não escorregamento causada por efeitos viscosos. A região onde o fluxo se ajusta da velocidade zero na parede ao máximo na corrente principal é chamada de camada limite.
Forças de pressão: Essas atuam em uma direção perpendicular à superfície do objeto. O arrasto de pressão surge devido à forma e tamanho do objeto. De acordo com o princípio de Bernoulli, o ar em movimento mais rápido exerce menos pressão. Isso cria uma diferença de pressão entre as superfícies do objeto. O tamanho e a forma geral do corpo são fatores importantes no arrasto de forma. Corpos com maior seção transversal geométrica apresentam maior arrasto do que corpos mais finos12.
Em resumo, o arrasto é uma força que se opõe ao movimento de um objeto através de um fluido, como água ou ar. Quando a força de arrasto é igual em módulo à força da gravidade que empurra o objeto para baixo, a velocidade terminal é alcançada3. Espero que esta explicação tenha sido útil! 😊
Na dinâmica dos fluidos, a medicina também se beneficia desse campo de estudo. Vamos explorar como:
Fluxo Sanguíneo:
- A dinâmica de fluidos ajuda a compreender o fluxo sanguíneo no corpo humano. Essa informação é vital para o projeto de dispositivos médicos, como próteses vasculares, e para diagnosticar e tratar doenças cardiovasculares1.
Aplicações Práticas:
- Na prática, a dinâmica de fluidos é usada no design de instrumentos de medição de fluxo e em dispositivos médicos.
- Por exemplo, entender como o sangue flui através das artérias e veias é crucial para o sucesso de cirurgias vasculares e intervenções cardíacas.
Em resumo, a dinâmica de fluidos desempenha um papel essencial na medicina, contribuindo para o avanço da saúde e do tratamento de pacientes. 😊
Na ventilação pulmonar, a dinâmica de fluidos desempenha um papel crucial na compreensão e no manejo eficiente dos ventiladores modernos. Vamos explorar como ela se aplica:
Parâmetros Pulmonares Relevantes:
- A resistência, complacência e PEEP intrínseca são parâmetros essenciais na mecânica pulmonar.
- A resistência refere-se à dificuldade que o ar encontra ao passar pelas vias aéreas. Ela pode ser afetada por obstruções, como em doenças pulmonares obstrutivas crônicas (DPOC).
- A complacência mede a elasticidade dos pulmões e sua capacidade de expandir. É importante para ajustar os volumes corretos durante a ventilação.
- A PEEP intrínseca (pressão positiva ao final da expiração) é a pressão residual nos pulmões após a expiração. Ela pode ser causada por colapso alveolar e afeta a troca gasosa.
Monitorização Racional:
- A análise das curvas de pressão, fluxo e volume nos ventiladores modernos, juntamente com estudos de microscopia direta de alvéolos e tomografia computadorizada, correlaciona a dinâmica alveolar com alterações regionais dos volumes pulmonares e a função do surfactante.
- A monitorização sistemática e racional da mecânica pulmonar em pacientes sob ventilação mecânica em unidades de terapia intensiva (UTI) fornece dados relevantes1.
Em resumo, a dinâmica de fluidos na ventilação pulmonar ajuda a otimizar o suporte ventilatório, melhorando a troca gasosa e o manejo clínico. 😊
