Um conjunto pá/bloco deslizante move-se sob a ação do jato de um líquido, conforme mostrado. O coeficiente de atrito cinético para o movimento do bloco ao longo da superfície é . Calcule a velocidade terminal do bloco.
Passo 1
Considerações Iniciais:
- Escoamento em estado estacionário;
- Escoamento incompressível;
- Escoamento com velocidade constante (;
- Escoamento uniforme;
Passo 2
Pelas considerações feitas no passo 1, utilizaremos a seguinte equação da quantidade de movimento:
Como estamos analisando um sistema , temos:
Não há forças de campo atuando no sistema e nem resistência superficial, então, :
Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:
Assim:
Sendo que:
Então:
Passo 3
Para o fluxo de entrada, possuem uma inclinação de 180°, então .
Sendo:
;
.
.
Então:
Passo 4
Temos que:
Então:
Sendo:
Temos:
Passo 5
Para resolvermos a equação obtida, temos:
;
;
;
;
;
.
Assim: