Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 7.Problemas - Ex. 78
A força é aplicada à ponta de uma viga em balanço de comprimento e momento de inércia (Figura ). O módulo da elasticidade do material da viga é . Quando a força é aplicada, a deflexão da ponta da viga é . Use a análise dimensional para gerar uma relação para como função das variáveis independentes. Cite todos os parâmetros adimensionais usuais que aparecem em sua análise.
Passo 1
Bom, gente, essa questão segue um modelo de como pode ser resolvida. Basicamente, ela é feita por etapas e o nosso objetivo aqui é encontrar uma relação para como função das variáveis independentes.
Passo 2
Vamos lá, o primeiro passo consiste em listar os parâmetros. Existem parâmetros nesse problema, são eles:
No segundo passo, temos as seguintes dimensões primárias dos parâmetros:
Uma observação importante: quando estamos tratando de uma deflexão, usamos o segundo momento de área, logo, .
Passo 3
No terceiro passo, como primeira tentantiva tomamos que corresponde a quantidade de dimensões primárias do problema . Se este valor de , estiver certo, o numero de esperado é
Passo 4
No quarto passo, nós precisamos escolher parametros repetidos. Não podemos escolher e pois eles tem dimensões diferentes, nem poderemos escolher , , pois eles formam o mesmo . Como , teremos dois parâmetros, e . Assim, a nossa opção é:
Passo 5
No quinto passo, geramos o primeiro com a variável dependente, como tem as mesmas dimensões de , logo:
Com as variáveis do mesmo formamos o :
Calculando os expoentes para cada dimensão:
Massa:
Tempo:
Comprimento:
Substituindo no :
Mas ainda não é suficiente para representar um parâmetro sem dimensão reconhecido.
Passo 6
Por fim, tentamos com as variáveis que nos restaram e :
Também não é suficiente para representar um parâmetro sem dimensão reconhecido. Assim, nós podemos unir todos os da seguinte forma:
Prontinho!!