C=-407.1i-148.17j N; M=62.04 mN
En primer lugar pasaremos el flujo volumétrico a flujo másico, teniendo en cuenta que la densidad del agua es de 1000 kg/m3:
Vamos a aislar el tramo de agua para aplicar el teorema del impulso. Tomamos como eje X el horizontal y hacia la derecha, y como eje Y el vertical hacia arriba.
ΣFdt=dp
Tendremos que en cuanto a fuerzas, el álabe ejerce sobre el agua una fuerza con dos componentes, que llamaremos Fx y Fy. Despreciamos el peso del agua contenida en la tubería. En cuanto a la variación de cantidad de movimiento, tendremos que en un tiempo t entra en el sistema una masa dm a velocidad vA, mientras que un instante después, en t+dt, sale del sistema la misma masa dm a la misma velocidad vB=vA. Tendremos por tanto lo que aparece en la figura. Si aplicamos el teorema del impulso al eje X:
Para el eje Y:
=15.83(40-40cos40º)=148.17 N
Ahora aislamos el álabe. Como dicho álabe está en equilibrio:
ΣFx=0 ⇒ Fx-Cx=0 ⇒ Cx=Fx=407.1 N
ΣFy=0 ⇒ Fy-Cy=0 ⇒ Cy=Fy=148.17 N
La reacción entonces es:
C=-Cxi-Cyj=-407.1i-148.17j N
C=- 407.1i-148.17j N
Y el par estará formado por Fx-Cx y Fy-Cy y vale:
M=62.04 Nm