Enunciado

Água escoa no duto abaixo que tem 50 cm de largura e 1 m de profundidade no sentido normal à página. A comporta BC fecha completamente o duto quando β = 90 ° . Considerando escoamento 1D, para qual ângulo a força do jato de saída a placa será de 3kN?

Passo 1

E aí, galera?! Tudo bem? Vamos encarar mais um “lerigou da mecflu?”

Bem, para um estado estacionário, a equação para vazão pode ser dada pela seguinte igualdade:

Q 2 = Q 1

V 2 = V 1 - V 1 s e n β

V 2 = V 1 ( 1 - s e n β )

Passo 2

Portanto, o somatório das forças para o volume de controle apresentado a seguir temos que:

∑ F x = F = m ˙ j V j = ρ h 1 - h 1 s e n β D 1 1 - s e n β 2 V 1 2

Passo 3

Por fim, basta a gente agora fazer uma álgebra nessas variáveis e isolar nosso ângulo que é o que queremos, certo?

β = s e n - 1 1 - ρ h 1 D V 1 2 F

β = s e n - 1 998 0,5 1 1,2 2 3000 = 49,5 °

Resposta

β = 49,5   °

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um helicóptero sem car ga de massa 10.000k g flutua ao nível do mar enquanto é carregado. No modo de flutuação sem carga, as pás giram a 400r p m . As pás horizontais acima do helicóptero fazem com qu
A água que escoa em um tubo com 30c m de diâmetro a 5m / s e 300k P a de pressão manométrica entra em uma seção redutora de 90 ° , a qual se conecta a um tubo vertical com 15c m de diâmetro. A entrada
Uma comporta basculante, que controla a taxa de escoamento de um canal simplesmente levantando ou abaixando uma placa vertical, normalmente é usada em sistemas de irrigação. Uma força é exercida sobre
Um jato d’água horizontal com 5c m de diâmetro e velocidade de 30m / s atinge uma placa plana que se move na mesma direção do jato à velocidade de 10m / s . A água se espalha em todas as direções do p
Os bombeiros seguram um bocal na ponta de uma mangueira enquanto tentam apagar um incêndio. Se o diâmetro de saída do bocal é de 6c m e a taxa de escoamento da água é de 5m 3 / m i n , determine (a) a