Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 124
Um balão pesando tem de diâmetro. Ele está cheio com hidrogênio a de pressão absoluta e e assim é liberado. Em que altitude na atmosfera padrão dos Estados Unidos esse balão flutuará neutramente?
Passo 1
Oi pessoal!! Bora resolver essa resolver essa questão comigo!!
Nessa questão queremos encontrar a altitude na atmosfera padrão dos Estados Unidos que o balão flutuará sem que ele mude sua altitude. Para isso, podemos usar a ideia de que as forças que atuam verticalmente no balão o mantém em equilíbrio, ou seja, a soma das forças é igual a zero.
Passo 2
Para encontrar o que procuramos, precisamos considerar que o balão permaneça a e . Para o hidrogênio, pela Tabela A.4, .
Dito isso, temos que a densidade do hidrogênio no balão é, portanto:
Passo 3
A partir da soma as forças verticais no equilíbrio, apenas a densidade do ar externo é desconhecida. Temos o seguinte:
Aqui, é o volume do balão e é agravidade. Substituindo os termos da equação pelos dados fornecidos, temos o seguinte:
Passo 4
Podemos encontrar a altitude a partir da Tabela A-6. Para a densidade do ar a altitude correspondente é de .