Um jato de água é direcionado para cima a partir de um bocal bem projetado com área , a velocidade do jato na saída é . O escoamento é em regime permanente e a corrente de líquido não se quebra. O ponto 2 está localizado em acima do plano de saída do bocal. Determine a velocidade no ponto 2 no jato não perturbado. Calcule a pressão que seria sentida por um tubo de estagnação posicionado ali. Avalie a força que seria exercida sobre uma placa plana posicionada normal à corrente no ponto 2. Esboce a distribuição de pressão sobre a placa.

A pressão que seria sentida por um tubo de estagnação nessa posição seria a pressão de estagnação, que sabemos que é dada por:

Nesse caso temos e podemos fazer , com isso, vamos encontrar um valor manométrico para a pressão de estagnação, então, substituindo os valores conhecidos, temos:

Agora vamos avaliar a força que seria exercida sobre uma placa plana posicionada normal à corrente no ponto 2, para isso vamos ilustrar o problema a seguir:

Então, para resolver esse item, vamos aplicar a equação de equilíbrio de momento 4.18b, e a equação tem a forma:

No nosso caso, estamos com um regime permanente, então podemos desprezar a primeira integral com a derivada no tempo, vamos desprezar também a ação da força de campo na direção , de modo que . Então a equação se torna:

E, nesse caso, sabemos que encontrado no passo 1, e que , pois não é na direção , então a equação se torna:

Como temos continuidade entre os pontos 1 e 2, podemos fazer:

Substituindo a expressão na equação anterior, temos:

Então, substituindo os valores conhecidos, temos:

Essa é a força exercida pela placa no fluido, então a força exercida pelo fluido na placa seria de mesma intensidade e sentido oposto, então teríamos:

O gráfico da distribuição de pressão seria uma parábola, com valor máximo no centro do jato, então, ele teria uma forma parecida com a que segue: