Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 58
O tanque d’água abaixo situa-se sobre um carrinho sem atrito e alimenta um jato de 4 cm de diâmetro e 8 m/s de velocidade, que é defletido 60° por uma pá fixa. Calcule a tensão no cabo de suporte.
Passo 1
E aí, tudo bem? Vamos encarar mais uma aventura com mecflu?
Primeira coisa que vamos fazer é selecionar um volume de controle apropriado para nosso problema!
Note que se fizermos um balanço de forças teremos apenas duas forças atuando de forma contrapostas, que é a tensão do cabo e a força exercida pela vazão de saída, certo?
Mas observe bem que a vazão de saída do volume de controle está inclinada para cima, ou seja, vamos precisar decompor essa velocidade para obter a componente na direção x.
Passo 2
Vamos chamar a velocidade de saída de e vamos então fazer a decomposição dela!!
Bem, a gente observa que a componente x está “grudada” ao nosso ângulo, então...
Passo 3
Substituindo dentro do nosso equacionamento de forças, temos:
A área de saída será dada pelo diâmetro que o jato faz, ou seja,