O motor a jato é montado sobre uma base enquanto está sendo testado. Determine a força horizontal que o motor exerce sobre a base, se a mistura de combustível e ar tem uma vazão mássica de 11
e a exaustão tem uma velocidade de
.
Passo 1
O enunciado pede a força de reação que o motor a jato exerce na base durante o ensaio. O conteúdo envolvido é o Princípio da Conservação da Quantidade de Movimento (ou balanço de momento) aplicado a um volume de controle englobando o motor.
Passo 2
Pelo balanço de quantidade de movimento, a força resultante na base é
onde
é a vazão mássica,
a velocidade de entrada (ar no motor),
a velocidade de exaustão,
e
as pressões de saída e ambiente, e
a área de saída.
Passo 3
Em teste estacionário normalmente
e a pressão de exaustão coincide com a pressão ambiente, logo
Passo 4
Substituindo
e
,
Resposta
A força horizontal que o motor exerce sobre a base é de
.