03Ficha2B_Hidrostatica_PressaoImpulsao

Ficheiro: 03Ficha2B_Hidrostatica_PressaoImpulsao Pág. 3‐1 de 3‐4 Docente: Herlander MATA-LIMA, PhD

FICHA 2B

EXERCÍCIOS DA HIDROSTÁTICA II: PRESSÃO & IMPULSÃO

IMPULSÃO SOBRE SUPERFÍCIES PLANAS (ISP)

Exercício ISP1

Considere uma comporta vertical conforme se apresenta na Figura ISP1 (corte transversal da parede do reservatório).

(a) Determine a impulsão exercida pela água na comporta

(b) Determine o ponto de aplicação da impulsão (resultante das forças de pressão), ou seja o centro da impulsão (também designado por centro de pressão).

Figura ISP1

Exercício ISP2

Uma caixa de água de 800 litros mede 1.0 m x 1.0 m x 0.8 m. Determine a impulsão que actua numa das suas paredes laterais e o seu ponto de aplicação.

Exercício ISP3

Numa barragem de betão (concrete dam, em inglês) está instalada uma comporta circular de ferro fundido com 0.20 m de raio, à profundidade indicada na Figura ISP3. Determine a impulsão que actua na comporta.

Figura ISP3

Exercício ISP4

Calcular a impulsão hidrostática sobre uma placa rectangular de 4.0x10.0 m2 que se encontra na parede de um reservatório de água.

Determine também a localização do centro de impulsão (ou de pressão).

Efectue os cálculos considerando θ = 30º, 40º e 90º e interprete os resultados.

Figura ISP4


Exercício ISP6

Considere um pequeno paramento vertical de betão de forma rectangular (Figura ISP6).

a) Determine a impulsão hidrostática.

b) Determine o ponto de aplicação (centro de impulsão).

c) Dimensione o muro (problema básico de estática das estruturas).

Figura ISP6

Exercício ISP7

Dimensionamento de uma barragem de secção triangular (Figura ISP7).

a) Determine a impulsão hidrostática.

b) Determine o ponto de aplicação (centro de impulsão).

c) Determine o peso do muro e efectue os cálculos do dimensionamento do muro (problema básico de estática das estruturas).

Figura ISP7

Exercício ISP8

Uma comporta rectangular de 4 ft de largura e 8 ft de comprimento pesa 800 lb e está segura por um cabo horizontal flexível (Figura ISP8). A água exerce força sobre a comporta que está fixa no ponto A (eixo). Determine a tensão no cabo.

Figura ISP8

Água

Água


IMPULSÃO SOBRE SUPERFÍCIES CURVAS (ISC)

Exercício ISC1

Uma comporta cilíndrica de 4 m de largura está localizada num reservatório de água, conforme se ilustra na Figura ISC1. Determine a magnitude das componentes horizontal e vertical da força exercida pela água na comporta. Esta força passará no ponto A. Explique o motivo.

Figura ISC1

Exercício ISC2

Considere que uma barragem de perfil parabólico a montante (onde a = 1.50 m, ver Figura ISC2) possui 4.0 m de altura e 10.0 m de largura (extensão).

Calcule a resultante da acção das águas ou seja a impulsão hidrostática.

Figura ISC2

Exercício ISC3

Considere uma comporta de sector (ver Figura ISC3) localizada na secção de um canal de 2.0 m de largura.

a) Apresente um esquema ilustrativo do diagrama de pressões sobre a comporta;

b) Determine a impulsão hidrostática (módulo, direcção sentido e ponto de aplicação) sobre a comporta.

Figura ISC3


Exercício ISC4

Uma comporta cilíndrica, com 4 m de raio e 5 m de largura, controla o escoamento da água num canal horizontal. Para as condições (de equilíbrio) representada na figura, pretende‐se determinar a força total na comporta. Despreze o peso da comporta.

Nota: Uma vez que a superfície curva da comporta é parte de um cilindro, a água não vai exercer qualquer força segundo a direcção do eixo do cilindro e, assim, consideram‐se apenas as componentes horizontal e vertical, no plano da figura.

Figura ISC4

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