Enunciado

18. a. Bombeamento de azeite No Exemplo 5, quanto trabalho será necessário para bombear o azeite até 3 pés acima da borda do cone?

Passo 1

O exemplo 5 nos mostra esse recipiente.

O exercício pede para calcular o trabalho para bombear o azeite, não até a borda, mas até 3 pés acima da borda.

Passo 2

Lembrando que para calcular o trabalho usamos W = F ⋅ d .

Vamos descobrir quem é nosso F .

Sabemos que a massa específica do azeite é 57   l b / p é 3 , repare que isso é uma unidade de Força ( l b ) dividida por uma unidade de volume, ou seja, se multiplicarmos isso pelo volume do azeite teremos unidade de força, então

F = 57 l b p é 3 ⋅ ∆ V

E a distância será o nível do azeite até 3 pés acima do cone, ou seja 1 3 - y

Passo 3

Agora vamos descobrir quem é nosso ∆ V .

A área do disco de um cone é

A = π r 2

Perceba que a figura nos dá que r = x e x = y 2

Então

A = π y 2 2

E isso nos dá que o volume é

∆ V = A ⋅ ∆ y = π y 2 2 ∆ y

Nós ainda não sabemos o valor de ∆ y porque o volume de água varia com o tempo, então ∆ y também vai variar.

Passo 4

Agora podemos calcular a integral, como no exemplo 5, mas fazendo a devida substituição

W = ∫ 0 8 57 π 4 1 3 y 2 - y 3 d y = 57 π 4 ⋅ 1 3 ⋅ 8 3 3 - 8 4 4 ≈ 53482,5  

Resposta

34582,65   f t ⋅ l b

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Um tanque está cheio de água. Encontre o trabalho necessário para bombear a água pela saída. Nos Exercícios 23 e 24 use a densidade da água igual a 62,5 lb/pé³.
Um tanque está cheio de água. Encontre o trabalho necessário para bombear a água pela saída. Nos Exercícios 25 e 26 use a densidade da água igual a 62,5 lb/pé³.
Mostre como aproximar o trabalho pedido por uma soma de Riemann. Em seguida, expresse o trabalho como uma integral e calcule-a.Um aquário de 2 m de comprimento, 1 m de largura e 1 m de profundidade es
A pressão alta resulta da constrição das artérias. Para manter uma taxa normal de circulação (fluxo), o coração tem de bombear mais forte, aumentando assim a pressão sanguínea. Use a Lei de Poiseuille
Use a Lei de Poiseuille para calcular a vazão em uma pequena artéria humana, tomando ɳ = 0,027ɳ , R = 0,008 cm, l = 2 cm e P = 4000 dinas/cm².