Enunciado
Termodinâmica - Van Wylen- Ed: 6º - Capítulo 2.Problemas - Ex. 56
O tanque sem tampa mostrado na é construído com aço e apresenta massa igual a . A área da seção transversal e a altura do tanque são iguais a e . Determine a quantidade de concreto que deve ser introduzida no tanque para que esta flutue no oceano do modo indicado na figura.
Passo 1
Oi pessoal, tudo certo? Vamos analisar essa questão!
Bom... para que o tanque fique flutuando do modo indicado na figura (sua base a do nível do mar), as pressões na base do tanque e a abaixo do nível do mar devem ser iguais.
Ou seja, o tanque sofre força devido ao oceano nas paredes externas e devido ao ar mais concreto dentro do tanque.
A força no tanque devido ao oceano é de:
A força exercida dentro do tanque devido ao ar e ao concreto é dada por:
Passo 2
Essas forças devem ser iguais, portanto:
Isolando a massa de concreto, teremos a seguinte expressão:
Agora é só substituir: