Força de sustentação

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Metadata

  • CONTEXTO : Primeiro ciclo universitário
  • AREA: Física
  • DISCIPLINA: Mecânica e ondas
  • ANO: 1
  • LINGUA: pt
  • AUTOR: Ana Mourão
  • MATERIA PRINCIPAL: Conservação de Momento Linear
  • DESCRICAO: Força de sustentação
  • DIFICULDADE: ***
  • TEMPO MEDIO DE RESOLUCAO: 1200 [s]
  • TEMPO MAXIMO DE RESOLUCAO: 2400 [s]
  • PALAVRAS CHAVE: Momento, linear, colisões, conservação, força, sustentação, impulso
O sistema em estudo.

Uma superfície faz um ângulo \(\alpha=30^º\) com a horizontal. Sobre a superfície incide segundo a horizontal um fluxo uniforme de esferas, \(\phi\), onde cada esfera tem \(m_e = 1 \) e velocidade \(\vec{v} = 2 \vec{e_x} \) m/s. Considere que a superfície tem uma massa \(m_S = 1.7 \) Kg e está presa por um sistema de fixação que não lhe permite deslocar-se na horizontal nem girar mas lhe permite deslocar-se na vertical.

  • Calcule o momento linear transferido à superfície por cada colisão e indique o sentido desse vector momento linear transferido. Considere que as colisões são elásticas.

Respostas

\( \vec{\Delta p_S} \simeq 1 \times 10^{-3} \vec{e_x} + 1.732 \times 10^{-3} \vec{e_y} \) Kg m \(s^{-1}\)

A direcção do vector é normal à superfície.

  • Calcule a força exercida na superfície pelo fluxo de esferas, sua direcção e sentido.

Respostas

\( \vec{F} = \phi \vec{\Delta p_S} \)

  • Calcule a componente \(\vec{F}_S\) - força de sustentação, e que é a componente vertical da força \(\vec{F}\) que actua na superfície devido às colisões. Calcule qual deve ser o fluxo para a superfície estar em equilíbrio.

Respostas

\( \vec{F_S} \simeq \phi \times 1.732 \times 10^{-3} \) N

\( \phi \simeq 9629 \) esferas por s