Uma esfera de plástico oca de 0,5 m de diâmetro contendo equipamento de teste de poluição está sendo arrastada pelo rio Hudson, em Nova York, por um mergulhador montado em um dispositivo a jato subaquático. A esfera (com uma gravidade específica efetiva de SG=030) está totalmente submersa e é amarrada ao mergulhador por um fio fino de 1,5 m de comprimento. Qual é o ângulo que o fio faz com a horizontal se a velocidade do mergulhador e da esfera em relação à água é de 5 m/s? A água está a 10∘ C.
Passo 1
Fala aí galera tudo belezinha? O enunciado pede que a gente determine qual é o ângulo que o fio faz com a horizontal se a velocidade do mergulhador e da esfera em relação à água é de 5 m/s? A água está a 10∘ C.
Dado: Esfera arrastada pelo rio
Encontrar: Velocidade relativa da esfera
Equações básicas:
Passo 2
Para as forças horizontais(1)
Para forças verticais(2)
Em que
Da tabela A.8
Passo 3
O número de Reynolds é
Portanto, estimamos o coeficiente de arrasto:
Portanto
Mas nós temos
Então
Resolvendo para
O ângulo com a horizontal é: