Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Frank White - Mecânica dos Fluidos- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 146
O tanque da Figura P2.146 está cheio com água e tem uma abertura de respiro no ponto . O tanque tem de largura normal ao papel. Dentro do tanque, um balão de , cheio de hélio a , é mantido centralizado por um fio. Se o tanque acelera para a direita a em movimento de corpo rígido, a que ângulo o balão vai se inclinar? Ele vai se inclinar para a direita ou para a esquerda?
Passo 1
Oi pessoal, vem comigo resolver mais essa questão!!
Nesse problema, nós queremos encontrar a que ângulo o balão vai se inclinar, e se ele vai inclinar para a direita ou para a esquerda.
Passo 2
Ao analisarmos a situação descrita, podemos perceber que a aceleração cria isóbaras de pressão que se inclinam para baixo e para a direita, tanto na água quanto no hélio. Isso significa que haverá uma força de empuxo no balão para cima e para a direita. Deve ser equilibrado por uma tensão da corda para baixo e para a esquerda.
Passo 3
Se negligenciarmos o peso do material do balão, o balão se inclinará para cima e para a direita no ângulo que pode ser obtido a partir da seguinte equação:
Aplicando arco tangente dos dois lados, temos:
Resposta
Inclinado para a direita com ângulo de .