Geral: Um tanque esférico para depósito de gás tem 45 ft de diâmetro e está exposto a ventos de 65 milhas
. Calcule a força exercida pelo vento a
no tanque.
Passo 1
O enunciado dá um tanque esférico de diâmetro
ft exposto a vento de velocidade
mi/h a
F. O conteúdo aqui é mecânica dos fluidos, mais especificamente cálculo da força de arrasto. Vamos usar a fórmula
onde
é a densidade do ar,
a velocidade em ft/s,
o coeficiente de arrasto e
a área projetada.
Passo 2
Converter
mi/h para ft/s usando
logo
Passo 3
Calcular a densidade do ar a
F (temperatura absoluta
) usando a lei dos gases ideais
onde
psi
e
. Assim
Passo 4
Calcular a área frontal projetada do tanque (círculo de diâmetro
):
Passo 5
Adotar coeficiente de arrasto para esfera suave
e usar a fórmula de arrasto:
Passo 6
Substituindo os valores:
Resposta
A força de arrasto exercida pelo vento no tanque é aproximadamente
lbf.