atps

PROJETO DE CONSTRUÇÃO DE BÓIA ESFÉRICA

RIO GRANDE
2013
SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO

A mecânica dos fluidos estuda o efeito de forças em fluidos. Os fluidos em equilíbrio estático são estudados pela hidrostática e os fluidos sujeitos a forças externas diferentes de zero são estudados pela hidrodinâmica. Para desenvolver os conceitos relativos às forças relacionadas ao empuxo foi proposta a elaboração de um projeto que consiste na construção de uma bóia que não se desloque, ou que tenha o mínimo deslocamento, com a movimentação do mar.
Devemos construir uma bóia esférica de ferro a partir de uma chapa de espessura constante de 6 mm, sendo o raio interno da bóia de 1m. Para minimizar o deslocamento da bóia quando sobre o efeito da movimentação do mar e para que a mesma fique 50% imersa na água do mar, será colocado no interior da bóia esferas de alumínio com raio de 2 cm. Desprezando o peso de ar contido vamos determinar primeiramente a quantidade de esferas de alumínio necessárias para atender aos critérios estabelecidos no projeto e posteriormente para efeito de análise comparativa, vamos substituir as esferas de alumínio por esferas de ferro de mesma dimensão.

2. DESENVOLVIMENTO

2.1 Aspectos Construtivos da Bóia

Formato da Bóia: Esférico.
Material da Bóia: Chapa de Ferro.com espessura de 6 mm.
Dimensão: Raio Interno da Bóia 1 m.
Esferas: Raio de 2 cm.

2.2 Premissas do projeto

A bóia deve ficar 50% imersa na água do mar.
Desprezar o peso do ar contido no interior da bóia.

2.3 Siglas e Unidades

Sigla
Unidade
Descrição
Rib
m
Raio interno da bóia
Reb
m
Raio externo da bóia
Resf
m
Raio da esfera µfe Kg/m3
Densidade do ferro µal Kg/m3
Densidade do alumínio µam Kg/m3
Densidade da água do mar µl Kg/m3
Densidade do líquido
E
N
Empuxo
Vld m3 Volume de líquido deslocado g m/s2
Aceleração da gravidade
Pb
N
Peso da bóia
Pesfal
N
Peso da esfera de alumínio
Pesffe
N
Peso da esfera de