Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 93
Um tanque aberto está cheio com água até o topo. Um recipiente cilíndrico de aço, com espessura de parede , diâmetro externo e altura , é delicadamente colocado dentro d’água com a abertura voltada para cima. Qual é o volume de
água que derrama do tanque? Quantas massas de 1 kg devem ser colocadas no recipiente para que ele afunde? Despreze os efeitos de tensão superficial.
Passo 1
Neste problema temos um tanque aberto, em que é colocado um recipiente cilíndrico de aço. Devemos encontrar o volume de água que derrama e a quantidade de massa que deve ser colocada no recipiente para ele afundar.
Usaremos alguns dados de tabelas:
Passo 2
Para o volume do cilindro, temos:
Resolvendo:
Para o peso do cilindro, temos:
Passo 3
No equilíbrio, o peso do fluido deslocado é igual ao peso do cilindro, logo:
Então, o volume deslocado é:
Para determinar quantos colocadas no recipiente o farão afundar, primeiro precisamos encontrar o volume extra que precisará ser dividido:
Assim, o valor adicional para o cilindro afundar é:
Colocando uma quantidade de pesos:
Logo, precisamos 6 pesos para afundar o cilindro.
Prontinho!!