Geral: Água a
flui por um pilar cilíndrico de uma ponte com diâmetro de 50 cm , submerso até uma altura de 3 m . Calcular a força exercida sobre o pilar pela água fluindo a
.
Passo 1
O enunciado dá uma coluna cilíndrica de diâmetro
e altura submersa
, com água a
fluindo perpendicularmente à coluna a
. Para calcular a força de arraste precisamos:
– Determinar o número de Reynolds para conhecer o regime de escoamento.
– Adotar um coeficiente de arraste típico de cilindro nesse regime.
– Calcular a pressão dinâmica .
– Determinar a área projetada e aplicar
.
– Determinar o número de Reynolds
– Adotar um coeficiente de arraste
– Calcular a pressão dinâmica
– Determinar a área projetada
Passo 2
Calcular o número de Reynolds usando a viscosidade cinemática da água a
,
:
Como
, o escoamento ao redor do cilindro é turbulento e o coeficiente de arraste pode ser tomado como
Passo 3
Calcular a pressão dinâmica
onde
. Logo,
Passo 4
Determinar a área projetada do cilindro na direção do fluxo:
Passo 5
Calcular a força de arraste
Resposta
A força exercida pela água no pilar é aproximadamente
.