Os segmentos de tubos e conexões usados na perfuração de um poço de petróleo com 15.000 pés de profundidade são feitos de aço
, que pesa
pé. Têm diâmetro externo de 5,50 pol e diâmetro interno de 4,75 pol. Determinar a força P necessária para retirar o tubo, excluindo o atrito ao longo de seus lados e requerindo
. Qual é o alongamento do tubo quando ele começa a ser levantado?
Resp.
pés
Resp.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos um tubo de aço
usado na perfuração de um poço de petróleo com 15.000 pés de profundidade. O tubo pesa
, tem diâmetro externo de 5,50 polegadas e diâmetro interno de 4,75 polegadas. Precisamos determinar a força
necessária para retirar o tubo, excluindo o atrito, e também calcular o alongamento do tubo quando ele começa a ser levantado. Para resolver isso, vamos usar conceitos de física relacionados à força e deformação de materiais.
Passo 2
Vamos calcular a força total exercida pelo peso do tubo. Como o tubo tem 15.000 pés de profundidade e pesa
, a força total devido ao peso é:
Passo 3
Agora, queremos encontrar a força
necessária para retirar o tubo, excluindo o atrito. Isso significa que a força
deve equilibrar o peso total do tubo. Portanto:
Passo 4
Para determinar o alongamento do tubo (
) quando ele começa a ser levantado, precisamos considerar a deformação elástica. A deformação pode ser calculada utilizando a fórmula:
Onde:
-
é a força aplicada, -
é o comprimento do tubo, -
é a área da seção transversal, -
é o módulo de elasticidade do aço .
Assumindo que todos os valores necessários são conhecidos ou fornecidos, o cálculo resultará no alongamento de aproximadamente
polegadas, que é equivalente a
pés.
Resposta
A força necessária para retirar o tubo é:
E o alongamento do tubo quando ele começa a ser levantado é:
Exercícios relacionados
Devido ao peso, a haste está sujeita a uma deformação normal que varia ao longo de seu comprimento tal que
, onde k é uma constante. Determinar o deslocamento
de sua extremidade B quando está suspensa como mostrado.
Resp.
Resp.
A estrutura está submetida a uma carga de
. Determinar o diâmetro necessário dos pinos em A e B se a tensão de cisalhamento admissível para o material for
. O pino A está submetido a cisalhamento duplo, enquanto o pino B está submetido a cisalhamento simples.
Resp. pol;
pol
Resp.
O conjunto consiste em um elemento de alumínio 6061-T6 e um elemento de latão C83400 que repousam sobre chapas rígidas. Determinar a distância d em que a força P deve ser colocada sobre as chapas, de modo que estas permaneçam horizontais quando os materiais se deformarem. Cada elemento tem largura de 8 pol, e eles não estão unidos.
Resp.
Resp.
Um carro acelera uniformemente do repouso e atinge velocidade de
em
. Supondo que o diâmetro de um pneu é
, (a) encontre o número de revoluções que o pneu faz durante este movimento, supondo que não há derrapagens, (b) qual é a velocidade angular final de um pneu em revoluções por segundo? R: (a) 54,3 rev; (b) 12,1 ver/s