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Um balde na forma de cilindro de raio R contém um líquido em repouso. No instante t=0 o
balde é posto em movimento de rotação com velocidade angular constante, em torno do eixo
que passa pelo centro do cilindro e paralelo a sua aresta .Escolhendo um elemento dm na
superfície do líquido, situado a distância x do eixo de rotação, mostre que a forma da superfície
do líquido é uma parábola dada por                 .

Num referencial na terra, tem-se a seguinte configuração de forças atuando no elemento de
massa dm:




Alterando-se o referencial para um elemento preso ao balde, surge a necessidade de aplicação
no sistema de uma                                                                       força
inercial:



                                                           ̂



                                                       ⃗
                                                                      ̂




Essa força apresenta mesmo módulo e direção da força centrípeta resultante, porém, sentido
contrário a esta.

Logo, tem-se que:
⃗                  ⃗

Em y’:


                                                ⃗          ⃗

                                                               (I)

Em x’:

                                                       ⃗

                                                                   (II)

Logo, realizando as devidas modificações nas equações (I) e (II) e dividindo (II) por (I):




Da figura, tem-se que:




Logo, integrando a expressão em ambos os lados:

                               ∫        ∫                            ∫

Resolvendo a integral, encontra-se a expressão desejada:

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Rotação de balde cilíndrico - parábola líquido superfície

  • 1. Um balde na forma de cilindro de raio R contém um líquido em repouso. No instante t=0 o balde é posto em movimento de rotação com velocidade angular constante, em torno do eixo que passa pelo centro do cilindro e paralelo a sua aresta .Escolhendo um elemento dm na superfície do líquido, situado a distância x do eixo de rotação, mostre que a forma da superfície do líquido é uma parábola dada por . Num referencial na terra, tem-se a seguinte configuração de forças atuando no elemento de massa dm: Alterando-se o referencial para um elemento preso ao balde, surge a necessidade de aplicação no sistema de uma força inercial: ̂ ⃗ ̂ Essa força apresenta mesmo módulo e direção da força centrípeta resultante, porém, sentido contrário a esta. Logo, tem-se que:
  • 2. ⃗ Em y’: ⃗ ⃗ (I) Em x’: ⃗ (II) Logo, realizando as devidas modificações nas equações (I) e (II) e dividindo (II) por (I): Da figura, tem-se que: Logo, integrando a expressão em ambos os lados: ∫ ∫ ∫ Resolvendo a integral, encontra-se a expressão desejada: