Enunciado

Mecânica e Resistência dos Materiais - Mecânica para Engenharia: Estática Volume 1 - 6ª Edição - James L. Meriam, L. Glenn Kraige- Ed: 6º - Capítulo 5.9 - Ex. 184

184- O cilindro sólido de concreto com de comprimento e de diâmetro é sustentado em uma posição semi-submersa em água doce por um cabo que passa sobre uma polia fixa em . Calcule a força trativa no cabo. O cilindro é impermeabilizado por um revestimento de plástico. (Consulte a Tabela , Apêndice D, quando necessário.)

Passo 1

Vamos fazer o diagrama de corpo livre no cilindro para entendermos o que está sendo realizado nesse momento.

Pela somatória das forças verticais temos:

Onde é a força de tração, a força de empuxo (ou flutuabilidade) e o peso do cilindro.

Passo 2

O peso do cilindro pode ser calculado como:

Porém não temos informações sobre a massa do cilindro, então precisamos substituir sua massa pela relação entre a sua densidade e seu volume:

Logo:

Onde a densidade do cilindro é a densidade do concreto e no anexo conseguimos ver que é de , logo o peso do cilindro será de:

Passo 3

Para calcular o empuxo temos que fazer a seguinte conta:

Onde o do liquido, que é a agua doce, pelo anexo é de e o volume submerso é a metade da do cilindro (pelo desenho).Logo:

Passo 4

Substituindo os valores das forças teremos:

Resposta

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