Um mastro de bandeira é composto de três seções: uma seção superior de 5 cm de diâmetro e 10 m de comprimento, uma seção intermediária de
de diâmetro e 15 m de comprimento e uma seção inferior de 10 cm de diâmetro e 20 m de comprimento. Calcule a força total agindo sobre o mastro e o momento suportado pela base, quando ele estiver sujeito a ventos de
. Efetue os cálculos para:
(b) Um dia de verão a
.
(b) Um dia de verão a
Passo 1
O enunciado dá um mastro de três seções cilíndricas, sujeitas a vento de
num dia de verão a
. Precisamos calcular (
) a densidade do ar a
, (
) a pressão dinâmica do vento, (
) a área projetada de cada seção, (
) a força total exercida pelo vento e (
) o momento resultante na base do mastro. Vamos usar a fórmula da pressão dinâmica
e a força em cada seção
com coeficiente de arrasto
(valor típico para cilindros).
Passo 2
Calcular a densidade do ar
a
. Adotando pressão atmosférica
e constante do ar
, e temperatura absoluta
,
Passo 3
Calcular a pressão dinâmica
Passo 4
Determinar a área projetada
de cada seção (diâmetro
, comprimento
):
– Seção (superior):
,
– Seção
– Seção
(intermediária):
,
– Seção
(inferior):
,
Somando,
Passo 5
Calcular a força total
Passo 6
Calcular o momento na base. Cada força age em seu centróide a uma distância
da base:
– Seção :
– Seção :
– Seção :
– Seção
– Seção
– Seção
O momento é
Resposta
Força total
Momento na base
Momento na base