O bocal possui diâmetro de . Se ele jorra água a uma velocidade de contra a pá fixa, determine a força horizontal exercida pela água sobre a pá em função do ângulo da pá. Faça um gráfico dessa força (eixo vertical) versus para . Indique valores para incrementos de . A pá divide a água por igual.
Passo 1
Pessoal, para essa questão consideramos que o fluido é estacionário e ideal de modo que podemos usar a equação da continuidade:
Substituindo os valores que o enunciado nos deu, temos:
Por ser de fluxo livre nós temos as pressões e . Como o fluido é incompressível e a componente vertical da força é negligenciada, temos pelo diagrama de corpo livre

Então, substituindo os valores:
Mas nós sabemos pela continuidade que o que entra tem que ser igual ao que sai, isso quer dizer que
Então,
Passo 2
Podemos agora atribuir valores para em :

Plotando o gráfico, temos
