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��������� ��������� ��������� ��������� ����������� ������� ������� ������� ����� �� �� �� ������ ����� ����� ����� (SEM0403) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos Forças sobre Áreas Planas Submersas No projeto de aparelhos e objetos, tais como represas, obstruções de escoamento, superfícies de navios e tanques de descompressão, é necessário calcular as grandezas e locais das forças que agem nas superfícies, tanto planas como curvas. Serão consideradas aqui apenas as superfícies planas. Para a completa determinação da força do líquido na superfície plana (empuxo), deve-se especificar: •a magnitude da força •sua direção •a linha de ação da força total do líquido na superfície plana (quadro negro) ��������� ��������� ��������� ��������� ����������� ������� ������� ������� ����� �� �� �� ������ ����� ����� ����� (SEM0403) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos Propriedades de Áreas ��������� ��������� ��������� ��������� ����������� ������� ������� ������� ����� �� �� �� ������ ����� ����� ����� (SEM0403) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos Em comporta retangular (da Eq. 10 e Tab. C.1): H HHb bH H yA Iyyp 3 2 2 12 2 3 = +=+= Assim, a força em uma comporta retangular, cuja borda superior é nivelada com a superfície líquida (Fig.a), age dois terços abaixo do nível do líquido (paralelamente à área plana ao longo do eixo y). Atenção: , 3 2 αα Hsensenyh pp == b) (Fig. 3 2 ,90 se Hhp o ==α Exemplo ��������� ��������� ��������� ��������� ����������� ������� ������� ������� ����� �� �� �� ������ ����� ����� ����� (SEM0403) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos Uma área plana, de 80 cm X 80 cm, age como uma janela em um submersível nos Grandes Lagos. Se ela está num ângulo de 45o com a horizontal, que força aplicada normal à janela na borda inferior é necessária apenas para abrir a janela, se esta é articulada na margem superior, que está a 10 m abaixo da superfície? A pressão dentro do submersível é assumida como atmosférica. Exercício 1 ��������� ��������� ��������� ��������� ����������� ������� ������� ������� ����� �� �� �� ������ ����� ����� ����� (SEM0403) UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE ENGENHARIA DE SÃO CARLOS Núcleo de Engenharia Térmica e Fluidos Encontrar a localização da força F resultante da água na comporta triangular e a força P necessária para segurar a comporta mostrada na figura abaixo. Exercício 2
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