Escreva uma macro VBA que calcule a variação dos módulos das componentes de força horizontal e vertical em função das cotas do nível de água.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício que pede para criar uma macro em VBA (Visual Basic for Applications) que calcule como variam os módulos das componentes de força horizontal e vertical conforme o nível da água muda. Esse tipo de problema está relacionado à estática dos fluidos, onde analisamos como a pressão da água exerce forças sobre uma superfície. Para resolver isso, vamos precisar entender as fórmulas de pressão e força em fluidos, além de saber programar em VBA para automatizar esses cálculos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar como calcular a pressão exercida pela água em uma certa profundidade. A pressão
em um ponto da coluna de água é dada pela fórmula:
Onde:
-
é a densidade da água (aproximadamente 1000 kg/m³), -
é a aceleração da gravidade (≈9,81 m/s²), -
é a profundidade ou a cota do nível de água.
Essa pressão varia com a altura da água, ou seja, conforme o nível da água (h) muda, a pressão também muda.
Passo 3
Agora, vamos calcular a força horizontal e vertical resultante dessa pressão. A força
exercida pela pressão em uma superfície é obtida integrando a pressão sobre a área dessa superfície. Para uma parede vertical imersa na água, a força horizontal
pode ser calculada como:
Onde
é a largura da parede.
Para a força vertical
, ela geralmente corresponde à força resultante do centro de pressão e pode ser calculada por:
Onde
é a área da superfície imersa.
Passo 4
Com essas fórmulas em mãos, vamos pensar em como implementar isso em uma macro VBA. Precisamos que a macro receba a cota do nível de água e a largura da parede como entradas, calcule as forças horizontal e vertical usando as fórmulas acima e, por fim, retorne esses valores.
Passo 5
Vamos estruturar o código VBA:
- Entrada de Dados: Solicitar ao usuário a cota do nível de água (
) e a largura da parede ( ). - Cálculo da Força Horizontal: Usar a fórmula
. - Cálculo da Força Vertical: Calcular a área
e depois . - Exibição dos Resultados: Mostrar os valores de
e para o usuário.
Resposta
Aqui está uma macro VBA que realiza esses cálculos:
Sub CalcularForcas()
' Declaração de variáveis
Dim h As Double ' Cota do nível de água em metros
Dim b As Double ' Largura da parede em metros
Dim rho As Double ' Densidade da água (kg/m³)
Dim g As Double ' Aceleração da gravidade (m/s²)
Dim FH As Double ' Força Horizontal
Dim FV As Double ' Força Vertical
Dim A As Double ' Área da superfície
' Atribuição de valores constantes
rho = 1000 ' kg/m³
g = 9.81 ' m/s²
' Entrada de dados pelo usuário
h = InputBox("Digite a cota do nível de água (h) em metros:", "Entrada de Dados")
b = InputBox("Digite a largura da parede (b) em metros:", "Entrada de Dados")
' Cálculo da força horizontal
FH = rho * g * b * (h ^ 2) / 2
' Cálculo da área e força vertical
A = b * h
FV = rho * g * A
' Exibição dos resultados
MsgBox "Força Horizontal (FH): " & Format(FH, "0.00") & " N" & vbCrLf & _
"Força Vertical (FV): " & Format(FV, "0.00") & " N", vbInformation, "Resultados"
End Sub
Essa macro solicita ao usuário a cota do nível de água e a largura da parede, calcula as forças horizontal e vertical utilizando as fórmulas mencionadas e exibe os resultados em uma caixa de mensagem. Basta copiar esse código no editor VBA do Excel, por exemplo, e executá-lo para obter os cálculos desejados.
Exercícios relacionados
Complete o seguinte se
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A | 20 | ||||
B | 2 | ||||
C | 4 | ||||
D | 100 | ||||
E | 100 |
Um sistema passa por um ciclo que consiste nos três processos listados na tabela. Calcule os valores ausentes. Todas as quantidades estão em kJ.
Processo |
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100 | 100 |
|
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-50 |
|
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100 |
|
-200 |
Determine o volume ocupado por
de água a uma pressão de
e a uma temperatura de (a)
, (b)
, ©
, (d)
, (e)
e (f)
.
Um refrigerador tem um coeficiente de eficácia de 4.0. O espaço refrigerado que ele resfria requer uma taxa de resfriamento de pico de
. Qual é o tamanho do motor elétrico (classificado em HP) necessário para o refrigerador?