Um vento de
sopra paralelamente à superfície externa de uma janela de
. Estime a força resultante na janela devida à diferença de pressão do ar entre as superfícies interna e externa. (Exercício 45, cap. 15; Física - Vol.1; Keller, Gettys & Stokes)
Passo 1
O enunciado dá um vento de velocidade
soprando paralelamente a uma janela de dimensões
, logo área
. Queremos estimar a força resultante na janela devido à diferença de pressão do ar entre as superfícies interna (ar quase parado) e externa (ar em movimento). O conteúdo usado será a equação de Bernoulli para fluxo incompressível.
Passo 2
Pela equação de Bernoulli ao longo de uma mesma linha de corrente, tomando um ponto interno (velocidade nula) e um ponto externo (velocidade
), temos
Rearranjando, a diferença de pressão entre interior e exterior é
Passo 3
Para o ar à temperatura ambiente, usamos densidade típica
. Assim
Passo 4
A força resultante sobre a janela é dada por
Resposta
A força estimada é de aproximadamente
.