Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 158
Deseja-se fazer um espelho parabólico de de diâmetro para um telescópio, girando um vidro derretido em movimento de corpo rígido até ser obtida a forma desejada e, em seguida, esfriando o vidro até solidificar-se. O foco deve estar a uma distância de do espelho, medida ao longo da linha de centro. Qual é a rotação adequada do espelho, em , para essa tarefa?
Passo 1
Fala pessoal!!
Nessa questão, nós queremos encontrar a rotação adequada do espelho, em , para a tarefa descrita no problema. Podemos fazer o seguinte esquema para melhor visualizar o problema:
Passo 2
Para resolver esse problema, é muito importante lembrar que o foco de uma parábola é o ponto para o qual todos os pontos da parábola são equidistantes do foco e de uma linha chamada "diretriz" (que é uma distância focal abaixo do espelho). Para a distância focal e os eixos mostrados na figura, a equação da parábola é dada por:
com para nosso exemplo. Enquanto isso, a equação da superfície livre do líquido é dada por:
Logo, podemos igualar as duas equações para encontrar a taxa de rotação adequada. Assim temos:
Simplificando:
Substituindo os termos pelos dados fornecidos, temos:
Portanto, é necessária uma rotação de .