Considere a equação integral da conservação da quantidade de movimento:
Explique o significado físico do termo do lado direito da equação.
Passo 1
O enunciado nos dá a forma integral da conservação da quantidade de movimento para um volume de controle, escrito como
e pede para entender fisicamente o significado do termo da direita. O conteúdo aqui é mecânica dos fluidos, mais precisamente o balanço de momentum em volume de controle, e vamos precisar interpretar o fluxo convectivo de momentum pela superfície de controle.
Passo 2
O termo
é a integral sobre toda a superfície de controle (SC) de um vetor que combina a massa que atravessa cada elemento de área com a velocidade do fluido. Em cada ponto da SC,
é a componente de velocidade normal ao elemento de área
, positiva quando o fluido sai do volume e negativa quando entra.
Passo 3
Num pequeno elemento de área
da superfície, a vazão de massa é
Esse fluxo de massa carrega momentum igual a
multiplicado pela velocidade
, ou seja,
Ao integrar sobre toda a SC, somamos as contribuições de momentum que entram (se
) e saem (se
).
Passo 4
Físicamente, esse termo representa a taxa líquida de transporte de momentum pelo escoamento através da superfície de controle. Se mais momentum sai do que entra, isso corresponde a uma diminuição de momentum dentro do volume, e as forças externas
devem compensar essa diferença para manter o balanço.
Resposta
O termo
é a taxa de transporte convectivo de momentum através da superfície de controle, ou seja, o fluxo líquido de momentum que o escoamento carrega para fora (ou traz para dentro) do volume de controle.