Tubo de Pitot - E. A velocidade de um barco é medida por um tubo de Pitot. Ao viajar na água do mar ( rho=64 lbm / ft 3 ), o tubo mede uma pressão de 2,5 lbf / pol 2 devido ao movimento. Qual é a velocidade (mph) do barco? Qual seria a velocidade em água doce ( rho =62,4 lbm / ft 3 ), também para uma pressão de 2,5 lbf / in 2 ?

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que um tubo de Pitot está medindo a pressão dinâmica de 2,5 lbf/in² quando o barco navega:
  • Na água do mar, com densidade .
  • Depois na água doce, com .
    O que a gente precisa?
  1. Converter a pressão de lbf/in² para lbf/ft²;
  2. Usar a relação da pressão dinâmica de Bernoulli ( , lembrando do fator );
  3. Isolar e converter ft/s para mph.

Passo 2

Converter pressão:
q = 2,5;lbfin^2;times 144;in^2ft^2 = 360;lbfft^2

Passo 3

A fórmula da pressão dinâmica, já considerando o fator de conversão q = 12,rho,v^2gc Longrightarrow v = raiz2,q,gcrho , é:

Passo 4

– Para água do mar ( v = raiz2 times 360;(lbf/ft^2) times 32,17464;(lbm/ft^3) approx 19,02;ft/s ):

Passo 5

Transformar ft/s em mph:
1;ft/s = 36005280;mphapprox 0,6818;mph,
então
vmar = 19,02 times 0,6818 approx 12,97;mph

Passo 6

– Para água doce ( v = raiz2 times 360 times 32,17462,4 approx 19,28;ft/s Longrightarrow vdoce = 19,28 times 0,6818 approx 13,15;mph ):

Resposta

Velocidade do barco:
  • Na água do mar: aproximadamente 12,97 mph.
  • Na água doce: aproximadamente 13,15 mph.

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