lista exercicios 3

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1) Determine a resultante P devida à ação da água na área AB retangular 4,5x3m, indicada na figura 1, calculando também o centro de pressão. Determine também a força resultante devida à ação da água na área triangular CD de 4,5x3m. O vértice mais elevado do triangulo é C. RESP: P AB =70.875 kgf, Y CPAB =5,57m de O 1 ; P CD =24.443 kgf, Y CPCD =5,34m de O 2 . (I retangulo =b*h 3 /12, I triangulo =b*h 3 /36 2) A água sobe ao nível E no tubo localizado no tanque ABCD da figura 2. Desprezando-se o peso do tanque e do tubo, (a) determine e localize a força resultante atuante sobre a área AB que tem 3,4 m de largura, (b) determine a força resultante na base do tanque, (c) compare o peso total da água com o resultado em (b) e explique a diferença, (d) calcule o força resultante em AD. RESP: (a) 22.763 kgf, 5,177 m, (b) 98.600 kgf, (c) 35.600 kgf, (d) 63.000 kgf. 3) O tanque da figura 3 contém óleo e água. Determinar a força resultante no lado ABC que tem 2 m de largura e o centro de pressão. RESP: 57.290 kgf, 5,59 m de A.

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Page 1: Lista Exercicios 3

1) Determine a resultante P devida à ação da água na área AB retangular 4,5x3m, indicada na figura 1, calculando também o centro de pressão. Determine também a força resultante devida à ação da água na área triangular CD de 4,5x3m. O vértice mais elevado do triangulo é C. RESP: PAB=70.875 kgf, YCPAB=5,57m de O1; PCD=24.443 kgf, YCPCD=5,34m de O2. (Iretangulo=b*h3/12, Itriangulo=b*h3/36

2) A água sobe ao nível E no tubo localizado no tanque ABCD da figura 2. Desprezando-se o peso do tanque e do tubo, (a) determine e localize a força resultante atuante sobre a área AB que tem 3,4 m de largura, (b) determine a força resultante na base do tanque, (c) compare o peso total da água com o resultado em (b) e explique a diferença, (d) calcule o força resultante em AD. RESP: (a) 22.763 kgf, 5,177 m, (b) 98.600 kgf, (c) 35.600 kgf, (d) 63.000 kgf.

3) O tanque da figura 3 contém óleo e água. Determinar a força resultante no lado ABC que tem 2 m de largura e o centro de pressão. RESP: 57.290 kgf, 5,59 m de A.

Page 2: Lista Exercicios 3

4) A comporta AB na figura 4 tem 1,2 m de largura e é fixa em A. O manômetro G indica -0,15 kgf/cm2 e um óleo de densidade 0,75 é utilizado no tanque à direita. Que força horizontal deve ser aplicada em B para equilibrar a comporta AB? RESP: 2.600 kgf.

5) A comporta AB de 2,6 m de diâmetro na figura 5 gira em torno do eixo horizontal C localizado a 100 mm abaixo do centro de gravidade. A que altura h pode a água subir sem causar um momento desequilibrante (no sentido do movimento dos ponteiros do relógio) em torno do eixo C? (Se o centro de pressão coincidir com C, não haverá momento desequilibrante). RESP: 2,93 m acima de A. (Ig=(Pi*d4)/64)

6) Considere a figura 6. Qual será a mínima largura b para a base de uma barragem de 30 m de altura, se considerarmos que a pressão sobre a barragem varia uniformemente desde a altura de carga na base até zero no topo e se considerarmos também uma pressão de gelo P1 de 18.720 kgf por metro linear de barragem no topo? Para este estudo consideremos: a resultante das forças de reação cortando a base no terço médio da mesma (em O) e o peso da alvenaria como 2,5 vezes o peso específico da água.

Page 3: Lista Exercicios 3

7) Determinar o empuxo E e as coordenadas Ycp e Xcp do centro de pressão ou centro de empuxo para o trapézio retângulo ABDF, situado em um plano vertical. Supõe-se que as bases FD e AB são paralelas à superfície livre da água. RESP: E=1.593 kgf, Ycp=1,236m, Xcp=0,779m.

8) Calcular o valor de h acima do qual a comporta articulada AOB começa a abrir-se. Desprezar o atrito no eixo de rotação O. O peso da comporta é P, estando aplicado em O. RESP: h=1,8m.