Um jato de óleo atinge uma lâmina curva que desvia o fluido de um ângulo . A área do jato é e sua velocidade relativa ao bocal estacionário é de . Determine a força que deve ser aplicada sobre a lâmina para manter a sua velocidade constante.
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 em , temos:
Não há forças de campo atuando no sistema, então :
Não temos a variação das propriedades com o tempo, então:
Assim:
Sendo que:
Então:
Passo 3
Para o eixo :
Aqui, indica a velocidade relativa do fluxo de entrada, já , a velocidade relativa do fluxo de saída para as mesmas condições.
Onde:
;
.
Então:
Sendo:
;
;
;
;
.
Temos: