Mecflu

152 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos 2.14.3 Exercícios resolvidos 2.14.3.1 Pede-se o módulo da força que deve ser aplicada na haste do pistão esquematizado abaixo, para que o mesmo permaneça em equilíbrio. Dê o seu valor nos sistemas SI e CGS.

Solução: -0,03.sen30.γH2O pgás 1 patm + 0,065 . γH2O patm + 0,065 . γH2O - 0,03.sen30.γH2O = Pgás 1 Considerando escala efetiva, temos: 0 + 0,065 . 103 - 0,03. 0,5 . 103 = Pgás 1 153 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos Pgás 1 = 50 kgf / m2 F2 Ah = 4 cm2 Ap = 10 cm2 F1 F2 = par comp (Ap - Ah) = 10000 . (10-3 - 4.10-4) = 6 kgf Condição de equilíbrio: F1 = F2 + F ∴F = - 5,95 kgf F1 = Pgás 1 . Ap = 50 . 10-3 kgf O sinal negativo indica que o sentido real é contrário ao adotado. Como 1kgf = 9,8 N e 1N = 105 dina, temos: SI → F = 58,31 N CGS → F = 58,31 . 105 dina 2.14.3.2 O dispositivo esquematizado a seguir foi elaborado para ampliação de uma força. Na situação representada pela figura, ao aplicar-se uma força F = 20 N, sustenta-se um peso Ge = 100 N. γγrHO==08598102,; N/m ; d = 5 cm ; De = 25 cm3 Dados: a) Equacione o problema e comprove o valor da força F; b) Desejando-se reduzir a intensidade da força F a metade, apresentou-se duas alternativas:

1°) duplicar a área do pistão (Ap) 2°) reduzir a área da haste à metade (Ah/2) Mantendo-se os demais dados, analise as duas alternativas e de seu parecer sobre elas; 154 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos c) Adicionando-se um peso G = 20 N sobre Ge e eliminando-se por alguns instantes a força F observou-se que o êmbolo desceu z = 1 cm, alterando a cota de 0,5 m, antes de aplicarmos uma nova força F = 14,32 N que restabeleceu o equilíbrio. Equacione, mostre as alterações das cotas e comprove o valor da força F. d) Se ao invés do pistão ter descido, houvesse subido z = 1 cm, afirma-se que teríamos um aumento da força F. Comprove esta afirmação, calculando o valor da força F para a nova situação de equilíbrio. Considere Gtotal = Ge + G = 120 N Observação: Considera-se Ah =