Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 7ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 194
181- Quando o nível da água do mar dentro da câmara hemisférica atinge , mostrado na figura o tampão é levantado, permitindo que um fluxo de água do mar entre pelo tubo vertical. Para esse nível de água determine a pressão média suportada pela área de vedação da válvula antes que uma força seja aplicada para levantar o tampão e determine a força (adicional a força necessária para sustentar seu peso) necessária para levantar o tampão. Considere pressão atmosférica em todos os espaços livres e na área de vedação quando o contato cessa sob a ação de .
Passo 1
A pressão aplicada no fundo do tubo vertical será de:
Como a densidade da água do mar vale logo a pressão será de:
A área do fundo desse tubo é a mesma que:
Que é a mesma coisa que:
O que nos dá uma força resultante no fundo desse tubo igual a:
E por simples somatória das forças verticais temos que:
Uma vez que não mais forças na vertical.
Passo 2
A área da vedação já é diferente e é igual ao círculo mostrado:
Cuja pressão será de: