Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 176
O escoamento sobre o vertedouro da Figura P3.176 é considerado uniforme e hidrostático nas seções 1 e 2. Se as perdas são desprezadas, calcule (a) e (b) a força por unidade de largura da água sobre o vertedouro.
Passo 1
Para encontrar a vamos aplicar Bernoulli entre 1 e 2:
Como ambos os pontos estão abertos para a superfície , e, como o sistema é considerado uniforme e hidrostático em 1 e 2, pela conservação de massa:
Aplicando estas informações na equação de Bernoulli:
Sendo assim:
Passo 2
Para calcular a força por unidade de largura da água sobre o vertedouro, vamos precisar analisar as forças em x.
O somatório de forças em x é:
Onde representa a força por unidade de largura da água sobre o vertedouro.
Agora é só lembrar que e substituir:
O fluxo mássico por largura será dado por e pela conservação de massa
Resposta
Letra a) ;
Letra b) .