Enunciado

FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos - Capítulo 4.Problemas - Ex. 198

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Quando uma mangueira de jardim é usada para encher um balde, a água no interior do balde pode desenvolver um movimento giratório como o de um redemoinho. Por que isso ocorre? Como poderia ser avaliada, aproximadamente, a quantidade de movimento giratório?

Passo 1

Frequentemente, ao encher um balde, a mangueira é mantida de modo que o fluxo de água que entra no balde não fique na vertical. Se, além disso, o fluxo de água estiver descentralizado na balde, o fluxo que entra no balde tem um componente tangencial de velocidade, formando uma componente de redemoinho.

A componente tangencial da velocidade da água que entra no balde tem um momento de momento (redemoinho) em relação a um volume de controle desenhado ao redor do balde estacionário. Este redemoinho de entrada só pode ser reduzido por um torque atuando em oposição a ele. As forças viscosas entre as camadas de fluido tendem a transferir o turbilhão para outra camada, de modo que, eventualmente, toda a água no balde tenha um movimento de redemoinho.

O redemoinho no balde pode ser influenciado pela viscosidade, ele pode tender a quase um movimento de corpo rígido para minimizar as forças viscosas entre as camadas anulares de água no balde. A suposição de movimento do corpo rígido pode ser um modelo razoável para calcular o momento angular total (momento do momento) da água no balde.

Resposta

Discursiva

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