Enunciado

Continuação dos Problemas 8 e 37. Outra explicação é que as pedras se movem apenas quando a água que cai na região durante uma tempestade congela, formando uma fina camada de gelo. As pedras ficam presas no gelo. Quando o vento sopra, o gelo e as pedras são arrastados e as pedras deixam as trilhas. O módulo da força de arrasto do ar sobre esta "vela de gelo" é dado por D g e l o = 4 C g e l o ρ A g e l o , onde C g e l o é o coeficiente de arrasto ( 2,0   * 10 - 3 ), ρ é a massa específica do ar ( 1,21   k g / m 3 ), A g e l o é a área horizontal da camada de gelo e v a velocidade do vento. Suponha o seguinte: a camada de gelo mede 400   m por 500   m por 4,0   m m e tem um coeficiente de atrito cinético 0,10 com o solo e uma massa específica de 917   k g / m 3 . Suponha ainda que 100 pedras iguais às do Problema 8 estão presas no gelo. Qual é a velocidade do vento necessária para manter o movimento da camada de gelo ( a) nas proximidades da camada e (b) a uma altura de   10   m ? (c) Esses valores são razoáveis para ventos fortes durante uma tempestade?

Passo 1

Então galera , para acharmos a massa total da camada de gelo , devemos multiplicar seu volume pela sua densidade volumétrica :

m g e l o = 917 k g m 3 400 *   500 *   0,0040 = 7,34 * 10 5 k g

Somando a esse valor a massa de cem pedras (com 20   k g cada uma), obtemos m   =   7,36 *   10 5   k g .

Fazendo F =   D (a força de arrasto), podemos usar as relações que já conhecemos para calcular a velocidade do vento em relação ao solo.

v = μ k m g 4 C g e l o ρ A g e l o = 0,10 7,36 * 10 5 k g 9,8 m s 2 4 0,002 1,21 k g m 3 400   X   500 m 2 = 19 m / s ≅ 69 k m / h

Passo 2

Bom pessoal, neste caso devemos simplesmente multiplicar por 2 o resultado do item anterior, obtendo assim uma velocidade de 138   k m / h .

Passo 3

Sim, é razoável. O vento de um furacão da categoria 5 (a maior de todas) é da ordem de 260   k m / h .

De boa galera??? Bora resolver mais questões então

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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