Gabarito disponível
Sabe-se que um veleiro se desloca a uma velocidade de 3m/s. Um dos seus mastros tem diâmetro de 75 cm e 20 m de comprimento e está sem vela.
Considerando o ar nas CNTP (μ=1,78x10⁻⁵ kg/m.s) e não levando em consideração o possível efeito de interferência de outros objetos a bordo, assinale a opção que apresenta o valor aproximado do momento em relação a base, admitindo que o vento incide diretamente sobre o mastro.
Considerando o ar nas CNTP (μ=1,78x10⁻⁵ kg/m.s) e não levando em consideração o possível efeito de interferência de outros objetos a bordo, assinale a opção que apresenta o valor aproximado do momento em relação a base, admitindo que o vento incide diretamente sobre o mastro.
Resolução comentada
O momento na base do mastro é de aproximadamente 1.010 N·m.
Com ρar ≈ 1,25 kg/m³ nas CNTP, Re = ρVD/μ ≈ 1,6×10⁵, regime em que o cilindro tem CD ≈ 1,2. A força de arrasto é F = ½·ρ·V²·CD·(D·L) = ½·1,25·9·1,2·(0,75·20) ≈ 101 N. Como atua a meia altura (10 m), M ≈ 101 × 10 ≈ 1.010 N·m (B).
Análise das alternativas
A, C, D e E resultam de valores incorretos de CD, de braço de alavanca ou de densidade, e ficam longe do valor obtido pelo cálculo.
Referência: Mecânica dos fluidos – escoamento externo, força de arrasto em cilindros.
Resolução comentada do VaiConcursos.