Água escoa em uma tubulação de 10 cm de diâmetro a uma pressão de 400 kPa para fora de um bocal reto. Calcule a força da água sobre o bocal se o diâmetro da saída for:
(a) 8 cm
(b) 6 cm
© 4 cm
(d) 2 cm
(a) 8 cm
(b) 6 cm
© 4 cm
(d) 2 cm
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que água passa por um cano de 10 cm de diâmetro sob pressão de 400 kPa e sai num bocal reto. A gente quer achar a força que essa água “empurra” no bocal, quando o bocal tem vários diâmetros de saída (8, 6, 4 e 2 cm).
Conteúdo: pressão em fluidos e área de seção transversal de círculo. Vamos usar a fórmula da força devida à pressão:
Conteúdo: pressão em fluidos e área de seção transversal de círculo. Vamos usar a fórmula da força devida à pressão:
e a área de um círculo:
Passo 2
- Primeiro, converte a pressão para SI:
2) A área do bocal de diâmetro
- A força que a água faz no bocal é
Passo 3
Agora é só substituir cada diâmetro (em metros) e calcular:
a) para
:
b) para
:
c) para
:
d) para
:
Resposta
a) 2010,6 N
b) 1130,9 N
c) 502,7 N
d) 125,7 N
b) 1130,9 N
c) 502,7 N
d) 125,7 N