Enunciado
Mecânica e Resistência dos Materiais - J. L. Meriam - Estática - Mecânica para Engenharia- Ed: 7º - Capítulo 5.Problemas - Ex. 206
O tampão de ferro fundido fecha o tubo de drenagem de um tanque aberto de água doce, que está cheio até uma altura de . Determine a força trativa necessária para remover o tampão sobre o buraco cônico. Existe pressão atmosférica no tubo de drenagem e na área de vedação, à medida que o tampão está sendo removido. Despreze o atrito mecânico entre o tampão e suas superfícies de contato.
Passo 1
Salve salveee
Bom gente, nesse probleminha, vamos considerar apenas a pressão que a água exerce sobre o tampão, em cima dele, pois não há uma força de empuxo ali certo?
Então temos um diagrama assim:
O que nos dá:
Pra começar, vamos calcular essa tal pressão que a água exerce no tampão
Passo 2
A pressão que a água exerce no tampão a da superfície é
Onde e , então:
E aí, para encontrarmos , vamos multiplicar pela área da superfície do tampão. Sabemos que o diâmetro do tampão é
Então:
Passo 3
Agora vamos encontrar o valor de , ele vai ser dado por:
Onde do ferro fundido vale , e é o volume do tampão, dado por:
Da figura, temos: , e , então:
Então:
Passo 4
Agora vamos substituir os valores que encontramos na equação lá do passo 1:
Acabamossss