Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - Hibbeler - Estática- Ed: 14º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 118
9.118 Uma carga de vento cria uma pressão negativa (sucção) sobre o outro lado, como mostra a figura. Se essa carga de pressão atua uniformemente ao longo do comprimento da chaminé, determine a intensidade da força resultante criada pelo vento.
Passo 1
Falaaa... belezinha???
Nessa questão vamos precisar calcular a força resultante a partir da pressão, então usamos a equação:
Mas podemos dividir em duas partes:
Passo 2
Se liga só no esquema da questão:
A gente precisa sacar duas coisas:
- A primeira é reparar que a gente vai precisar multiplicar por 2 porque tem dois vetores apontando pra mesma direção.
- A segunda é que a pressão não é constante, ela varia com o ângulo .
Então a pressão em fica:
E a pressão em fica:
Outra coisa que precisamos definir é o , né?
Repara que a área é a lateral do cilindro, então ficamos com:
E repara também que os limites de integração vão de até . (já que só o varia, o não varia.
Passo 3
Showww... Agora é só a gente jogar nas integrais e resolver:
- Pra :
E resolvendo essa integral: (como )
- Pra
Resolvendo a integral:
Fazendo, por substituição, :
E voltando pra nossa integral:
Então a força resultante vai ser:
Ufaaa... Essa deu um trabalhinho, mas foi. Bora pra próxima??