Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 49
Refaça o problema anterior admitindo que o ângulo formado pelo cano do canhão e a horizontal é igual a .
Passo 1
Oi pessoal, tudo certo? Vamos analisar essa questão!
Essa questão é bem interessante pois nos dá um efeito pratico para o que nós estudamos. Queremos calcular a aceleração do projétil de um canhão a partir da pressão interna.
Vamos utilizar as fórmulas que já aprendemos. Como o exercício nos deu o diâmetro do projétil, podemos calcular sua área:
Como o exercício nos disse, podemos considerar o nosso problema como um sistema pistão-cilindro. Sendo assim, temos uma pressão interna de e uma pressão externa atmosférica de resistência do ar de .
Portanto, a pressão resultante no projétil, será:
Passo 2
Como agora temos uma angulação e no canhão, a força peso deve ser considerada. Portanto a força resultante será:
A força peso será:
Para calcular as forças devido às pressões tanto do fluido como da atmosfera no sistema, temos que:
Como já temos a área da seção transversal do projétil, é só substituir. Temos que:
Ou:
Passo 3
Portanto:
A partir da segunda lei de Newton podemos encontrar a aceleração associada a essa força e a massa do projétil. Temos que:
Logo:
A aceleração da bola de canhão será: