Com relação às Forças hidráulicas sobre superfícies submersas e empuxo assinale a alternativa correta:
d) A força hidráulica sobre uma superfície submersa plana inclinada tem magnitude igual ao produto da pressão no centroide pela área da superfície e sua linha de ação passa pelo centro das pressões da área, localizado sempre abaixo do centroide
d) A força hidráulica sobre uma superfície submersa plana inclinada tem magnitude igual ao produto da pressão no centroide pela área da superfície e sua linha de ação passa pelo centro das pressões da área, localizado sempre abaixo do centroide
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão fala sobre forças hidráulicas em superfícies submersas e empuxo. Isso faz parte da física dos fluidos, onde estudamos como a água (ou outro fluido) exerce pressão e força em objetos mergulhados. Para resolver, vamos precisar entender como calcular a força hidráulica em uma superfície submersa plana inclinada, usando conceitos de pressão, área e centroide.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que a pressão em um fluido em repouso aumenta com a profundidade. A pressão em qualquer ponto de uma superfície submersa é dada por:
onde:
-
é a densidade do fluido, -
é a aceleração da gravidade, -
é a profundidade do ponto até a superfície do fluido.
Passo 3
A força hidráulica total sobre uma superfície submersa pode ser calculada multiplicando a pressão média pela área da superfície. A pressão média ocorre no centroide da área submersa. Então, a fórmula fica:
onde:
-
é a força hidráulica, -
é a pressão no centroide, -
é a área da superfície.
Passo 4
Agora, sobre a linha de ação dessa força. A linha de ação da força hidráulica passa pelo centro das pressões, que para uma superfície plana inclinada está localizado abaixo do centroide. Isso acontece porque a pressão aumenta com a profundidade, então a força resultante atua mais abaixo do centroide.
Passo 5
Então, juntando tudo, a força hidráulica sobre uma superfície submersa plana inclinada realmente tem a magnitude igual ao produto da pressão no centroide pela área da superfície, e sua linha de ação passa pelo centro das pressões, que está abaixo do centroide.
Resposta
A alternativa está correta.