Question

Um depósito de água possui no fundo uma válvula com 6cm de diâmetro. A válvula se abre sob a ação da água quando esta atinge 1,8m acima do nível da válvula. Sabendo que densidade da água 1.10*3 kg/m*3 e aceleração da gravidade= 10m/s*2, calcule a força necessária para abrir a válvula.

Answer 1

Olá!


Primeiro vamos calcular a pressão pela qual a válvula está submetida através da Lei de Stevin:

P =  Patm + μ * g * h

onde,

Patm: pressão atmosférica, 1×10^5;

μ: densidade do líquido, no caso, 1×10^3 kg/m³;

g: gravidade;

h: altura, no caso, 1,8 m.


Aos cálculos:

P = Patm + μ * g * h

P = 1×10^5 + 10^3  * 10 * 1,8

P = 118.000 atm



Agora vamos calcular a área da válvula, sabendo que ela tem um diametro de 0,06 m, logo seu raio é 0,03 m.

A = π * r²

A = π * 0,03²

A ≈ 0,002827 m


Com a área e a pressão podemos calcular a fórmula:

F = P * A

F = 118.000 *  0,002827

F ≈ 333,63 N