127. O barco tem uma massa de 180kg e está viajando por um rio a uma velocidade constante de 70km/h, medida em relação ao rio. O rio está fluindo na direção oposta a 5km/h. Se um tubo é colocado na água, como mostrado, e coleta 40kg de água para dentro do barco com 80 segundos, determine o empuxo horizontal T sobre o tubo, necessário para superar a resistência ocasionada pela coleta de água e ainda assim manter a velocidade constante do barco.

Passo 1

Neste tipo de problema seria importante fazer um esboço da situação que o enunciado descreve para sabermos quais são as forças que estão envolvidas no problema e a partir daí utilizar as equações desenvolvidas ao longo da seção.

Passo 2

Um esboço do que está sendo dito no enunciado pode ser representado por:

Passo 3

Da equação 15.28, temos que:

∑ F x = m . d v d t + v D e . d m i d t

Agora, a partir das informações contidas no enunciado podemos calcular quem é d m e d t e v D e . Assim, teremos:

d m i d t = 40 80 = 0,5 k g s

v D e = 70 1000 3600 = 19,444 m s

Substituindo na equação:

∑ F x = m . d v d t + v D e . d m i d t

T = 0 + 19,444 0,5 = 9,72   N

Resposta

T = 9,72   N

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