Uma pequena ascídea marinha, chamada Styela, fixa-se no solo marinho e depois permite que a água em movimento passe dentro dela para poder se alimentar. Se a abertura em possui diâmetro de , e na saída o diâmetro é de , determine a força horizontal necessária para manter esse organismo preso ao solo em quando a água está se movimentando a para dentro da abertura em . Considere .
Passo 1
Pessoal, para essa questão consideramos que o fluido é estacionário e ideal de modo que podemos usar suas velocidades médias e a densidade constante . O volume de controle considerado contém a água do mar na “Styela”. Como a profundidade dos pontos e são quase as mesmas, as forças de pressão atuando sobre as superfícies de controle abertas, e , podem ser consideradas iguais e assumidas como anulando-se mutuamente. Assim, a equação da continuidade pode ser escrita como:
Substituindo os valores
Passo 2
Aplicando novamente a equação do momento linear, temos
Como a questão pede a força horizontal, vamos calcular a componente de na forma:
Substituindo os valores do enunciado:
Assim,