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1 UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS- UFLA Departamento de Engenharia ENG – 187 HIDRÁULICA GERAL Prof. Alberto Colombo 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS (Empuxo) 1 - Determinar o valor do Empuxo ( E ) e a profundidade do centro de pressão ou empuxo ( hcp ) para uma comporta retangular de 1,50m X 3,0m cujo plano faz com a vertical um ângulo de 45º e cuja aresta superior (que corresponde ao lado de 1,50m) está a 1,30m de profundidade e é paralela à superfície livre da água. Respostas: E = 10 620 kgf; hCP = 2,519 m 2 – Calcular o Empuxo ( E ), posição do centro de gravidade ( Ycg ) e posição do centro de empuxo ( Ycp ) na comporta retangular ( 5,0m X 2,0m ) da figura abaixo. Respostas: E = 32 930 kgf Ycg = 4,658 m Ycp = 4,730 m NA E CG hCP 1,3m 3,0m CP 45o γ= 1000 kgf/m3 YCG YCP hCG 1,5m γ=1000kgf/m3 E CG hCP 4,0m 2,0m 5,0m NA hCG CP 45o YCP 1,0m 1,0m YCG 2 3 - Determinar a posição do centro de pressão ( Ycp ) da figura abaixo. Respostas: YCP = d* 3 2 4 - Um túnel T é fechado por uma comporta retangular com 1,50 m de largura. Calcular o Esforço ( E ) suportado pela comporta e o respectivo ponto de aplicação ( Yp ). Respostas: E = 12 720 kgf YCP = 4,4 m E CG hCP d b NA hCG CP YCG Ycp E NA hCG O CP CG 2,0m 2,0m α=45o Ycp hCP 1,5m 3 5 - Calcular o Empuxo ( E ) e determinar a posição do centro de pressão ( YCP ) na comporta retangular inclinada representada na figura abaixo. Respostas: E = 4 363 kgf; YCP = 2,383 m 6 - Uma comporta quadrada de 0,6 m de lado, faz um ângulo de 60º com a horizontal, tendo a aresta superior horizontal submersa de 0,90 m, num líquido cuja densidade ( δ ) é 3,0. Calcular o Empuxo ( E ) sobre ela e determinar o centro de aplicação ( YCP ) dessa força. Respostas: E = 1 252,8 kgf; YCP = 1,362 E CG hCP 1,5m 1,20m 1,80m NA hCG CP 60o γ=1000 kgf/m3 YCG YCP E CG hCP 0,9 m 0,60m 0,60m NA hCG CP 60o YCG YCP γ=3000kgf/m3 4 7 - Uma comporta circular vertical de 0,90 m de diâmetro, trabalha sob pressão de melado ( densidade = 1,50 ) cuja superfície livre está 2,40 m acima do topo da mesma. Calcular o empuxo ( E ) e a posição do centro de pressão ( Yp ). Respostas: E = 2 719,64 kgf; YCP = 2,868 m 8 - Uma comporta circular de 1,50 m de diâmetro, inclinada 45º , está sujeita à pressão do mar (densidade = 1,06), a profundidade de 9 m, contados de seu centro de gravidade. Qual é o valor do empuxo sobre a comporta e a posição do centro de pressão (YCP)? Respostas: E = 16 858,57 kgf; YCP = 12,739 m 0,90m E hCP 2,4m NA hCG YCG YCP γ=1500kgf/m3 CG CP CG CP E CG hCP 1,5m NA hCG= 9,0m CP 45o γ=1060kgf/m3 YCG YCP 5 9 - Uma caixa d’agua tem 2 m de largura, 2 m de comprimento e 0,90 m de altura. Calcular o empuxo ( E )que atua em uma de suas paredes laterais e obter o ponto de aplicaçõa do empuxo, supondo a caixa totalmente cheia de água. Respostas: E = 810,0 kgf; YCP = 0,60 m 10 - Uma comporta circular com 100 cm de diâmetro está localizada na parede e um reservatório inclinado de 60º . O ponto mais alto da comporta está 150 cm abaixo do N.A. Calcular: a) O empuxo da água sobre a comporta; b) A posição do centro de empuxo (Ycp) . Respostas: a) E = 1 505 kgf; b) YCP= 2,260 m 2,0m 0,9m 2,0m E YCP E hCP NA CG 100 cm CP 60o γ=1000kgf/m3 YCG YCP hCG 150 cm