Atividade Extra ENG 275
OBS.: X representa o último algarismo da sua matrícula. Z representa o penúltimo algarismo da matrícula.
Ex.: Matrícula
Questão 2
Um bocal de diâmetro de 40 mm jorra água a uma velocidade de
contra uma pá fixa. A pá divide o jato de água por igual, em um ângulo
de
. Determine as forças verticais e horizontais exercidas pela pá sobre a água, sabendo que o peso da pá é 15 KN e a aceleração da gravidade aproximadamente
.
OBS.: X representa o último algarismo da sua matrícula. Z representa o penúltimo algarismo da matrícula.
Ex.: Matrícula
Questão 2
Um bocal de diâmetro de 40 mm jorra água a uma velocidade de
Passo 1
O enunciado diz que um jato de água de diâmetro
incide horizontalmente contra uma pá fixa e é dividido em dois fluxos iguais que saem simetricamente, cada um defletido de um ângulo
em relação à direção original do jato. Pede-se as componentes horizontal e vertical da força que a pá exerce sobre a água. Para resolver, vamos usar o princípio da quantidade de movimento em regime permanente, assumindo que não há perdas e que a velocidade de saída tem o mesmo módulo da de entrada.
Passo 2
Calcular a área da seção do jato e a vazão mássica. Como o diâmetro é
,
A velocidade de entrada é
. A massa-específica da água é
.
Logo a vazão mássica total é
Logo a vazão mássica total é
Passo 3
Dividindo o jato em dois fluxos iguais, cada ramo transporta
Passo 4
Em cada saída a velocidade tem componente horizontal
e componente vertical
Como saem dois fluxos simétricos, as forças verticais se cancelam e só resta variação de momento na direção .
e componente vertical
Como saem dois fluxos simétricos, as forças verticais se cancelam e só resta variação de momento na direção
Passo 5
A variação de momento na direção
vale
Substituindo
e
,
Como
,
O sinal negativo indica que a força sobre a água é para trás; a pá exerce então na água uma força de módulo
na direção oposta ao jato, e