Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 6.Problemas - Ex. 27
Reconsidere o Problema 6-26. Se a massa do carrinho for e os freios falharem, determine a aceleração do carrinho quando a água atingi-lo pela primeira vez. Suponha que a massa da água que molha a superfície traseira seja desprezível.
Passo 1
O enunciado quer saber qual seria a aceleração de um carrinho a de velocidade, assim que um jato d’água se colide com o carrinho. O primeiro passo para achar a aceleração é lembrar da questão 6-26. Nessa questão descobrimos que a força que o freio tem que fazer para equilibrar com a força do jato é manter o carrinho a uma velocidade constante vale:
Ou seja, para o carrinho manter sua aceleração igual à zero, ele precisa de uma força oposta e igual à força do jato . Isso quer dizer que a força que o jato exerce sobre o carrinho é igual à . Isso está representado na figura abaixo.
é a velocidade do carrinho.
O passo seguinte vai mostrar como podemos calcular a aceleração através da força .
Passo 2
Para calcular a aceleração, teremos que usar a segunda lei de Newton. O enuncado quer saber a aceleração do carrinho, quando o seu freio falha. Nessa situação, a força do freio vale zero. Ou seja, A força é a única força aplicada sobre o carrinho. é a força resultante .
onde é a massa do carrinho.
Substituindo os dados do enunciado na fórmula acima, encontramos a aceleração.