Um torpedo move-se à velocidade V , na água doce a
, a 2 m de profundidade, onde a pressão ambiente é 131 kPa . Sabe-se que seu ponto de pressão mínima está relacionado com a velocidade pela fórmula
. A que velocidade as bolhas de cavitação começam a se formar no corpo do torpedo? Utilize 2337 Pa para a pressão de vapor da água.
Passo 1
Então, o enunciado diz que um torpedo, a 2 m de profundidade (onde a pressão ambiente já é 131 kPa), cria um ponto de pressão mínima que depende da sua velocidade V segundo
A cavitação começa justamente quando essa pressão mínima atinge a pressão de vapor da água, que é 2337 Pa.
Conteúdo: dinâmica de fluidos (Bernoulli e cavitação). Vamos usar a condição de cavitação e resolver uma equação simples de 1ª só para achar V.
Conteúdo: dinâmica de fluidos (Bernoulli e cavitação). Vamos usar a condição de cavitação e resolver uma equação simples de 1ª só para achar V.
Passo 2
Teoria rápida:
- Bernoulli nos diz que, quando um fluido acelera em volta de um corpo, a pressão local cai.
- A cavitação rola quando a pressão cai até a pressão de vapor do líquido.
- O enunciado já condensou tudo isso na fórmula
Então, basta igualar
à pressão de vapor e achar V.
Passo 3
Escrevendo a condição de cavitação:
Isolando
:
Passo 4
Agora só meter os números (tudo em Pa e m/s):
Resposta
As bolhas de cavitação começam a se formar quando o torpedo atinge cerca de 19,9 m/s.