Hidráulica - Prova A1

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CENTRO UNIVERSITÁRIO AUGUSTO MOTTA
CURSO: Engenharia Civil A
TURMA: ENG0420N VISTO DO
COORDENADOR
PROVA TRAB
.
GRAU RUBRICA DO
PROFESSOR
DISCIPLINA: Hidráulica AVALIAÇÃO
REFERENTE:
A1 A2 A3
PROFESSOR: Rodrigo Souza MATRÍCULA: 21104001 Nº NA ATA:
DATA: 01/10/2021 NOME DO ALUNO: Natanael dos Santos Amaral
Leia atentamente as instruções de realização e envio da avaliação A1:
- A avaliação consiste na elaboração de 4 exercícios referentes aos conteúdos ministrados até a última
aula. A avaliação foi concebida tomando por base todo o material didático disponibilizado durante as aulas
virtuais, bem como as listas de exercícios realizados neste período.
- A avaliação é individual, os cálculos deverão ser realizados na folha de prova, baixada no google
classroom da sua turma e deverá ser entregue até o dia 06/10/2021 até às 23h59, utilizando também o
google classroom para o lançamento da avaliação, escaneada ou através de fotos e em pdf, se possível.
1). Analisando os fluidos responda:
a) Um reservatório de concreto armado armazena água clorada (ρ= 1020Kg/m3). Uma bomba sapo
experimental com carcaça de plástico está submersa no fundo desse reservatório. Sabendo que esta
carcaça resiste a pressões de até 1,6atm, deseja-se saber qual a altura máxima que este reservatório deve
ter para não colapsar a carcaça de plástico da bomba. Considere g=9.81m/s2 e p0=101325Pa (0,7 pontos)
p = 1,6 atm → 162100 Pa
p0 = 101325 Pa
ρ = 1020 Kg/m³
g = 9,81 m/s²
p = p0 + ρ x g x h → 162120 = 101325 + 1020 x 9,81 x h → 60.795 = 1020 x 9,81 x h
h = = 6,075733 → h ~ 6,07 m
60.795 
10006,2
b) Em uma prensa hidráulica, qual o valor da força aplicada no êmbolo menor, em Newton (N), se um
corpo de massa igual a 1200Kg foi colocado sobre o êmbolo maior e manteve os êmbolos equilibrados.
Sabe-se que as áreas dos êmbolos são 2cm2 e 500cm2, e g = 9,81 m/s2 (0,7 pontos).
F1 = ?
F2 = 1200 Kg → 11772 N
A1 = 2 cm²
A2 = 500 cm²
= → = → F1 = 23,544 x 2 → F1 = 47,08 N
𝐹
1
 
𝐴
1
𝐹
2
 
𝐴
2
𝐹
1
 
2
11772 
500
c) Um corpo cúbico, em equilíbrio, tem 60% do seu volume submerso em um líquido de densidade
1000Kg/m3. Qual o volume total deste corpo, em Litros, sabendo que o empuxo que o líquido exerce
sobre este objeto é 1400N. Considere g = 10m/s2(0,7 pontos)
Vdesl = Vsol x 0,6
ρliq = 1000
E = 1400 N
g = 10 m/s²
ρliq x Vdesl x g = E → 1000 x Vsol x 0,6 x 10 = 1400
Vsol = 1400/6000 → Vsol = 0,23 m³ → Vsol = 230 L
2) Uma tubulação como indicada na figura abaixo, transporta produtos químico após purificação
(ρ=879Kg/m3) numa vazão (Q) igual a 4m3/s. Esta tubulação, inicialmente, tem área de seção transversal
de 1m2 e quando passa por uma elevação a área de seção diminui para 0,25m2. Se a diferença de pressão
(pA-pB) entre os pontos A e B é igual a 1,3 atm, qual a altura H da elevação indicada. Considere
g=9,81m/s2 e p0=101.325Pa (2,0 pontos)
4 = V1 x A1
4 = V2 x A2
4 = V1 x 1
4 = V2 x 0,25
V1 = 4 m/s
V2 = 16 m/s
Pa - Pb = 1,3 x 101.325 = 131.722,50 Pa
Pa + x ρ x V12 + ρ x g x Y1 = Pb + x ρ x V22 + ρ x g x Y2
 1 
2
 1 
2
(Pa - Pb ) + x 879 x 42 = x 879 x 162 + 879 x 9,81 x Y2
 1 
2
 1 
2
131.722,50 + 7032 = 112.512 + 8.622,99 x H
H = → H = 3,04 m
 26242,5 
8622,99
3) Uma caixa de passagem, indicada abaixo, recebe um fluxo de líquido de uma calha superior e libera
uma certa quantidade de fluido por um orifício lateral de 60mm de diâmetro, localizado a 10cm do fundo.
Considere que a altura do fluido na caixa de passagem é de 40cm (h). Sabendo que o coeficiente de
descarga é 0,61 e a aceleração da gravidade é 9,81m/s2, determine a vazão (Q), em Litros/s, escoando
pelo orifício que é a mesma da calha de entrada pois o sistema está em equilíbrio (2,0 pontos).
Cd = 0,61
H = 27 cm = 0,27 m
g = 9,81 m/s²
A = → → 0,00283 m²
 𝜋 𝑥 𝑑 2 
4
 𝜋 𝑥 0,06 2 
4
Q = 𝐴 𝑥 𝐶𝑑 𝑥 → 0,00283 x 0,61 x2 𝑥 𝑔 𝑥 ℎ 2 𝑥 9, 81 𝑥 0, 27
Q = 0,00283 x 0,61 x 2,3 → Q = 0,00397 m³/s
Q = 3,9 L/s
4). Um vertedor retangular de soleira fina, de 2,0m de largura está instalado em um canal de
2,50m de largura, com soleira a 1,50m do fundo do canal. Neste sistema foi construída uma contração
lateral. Quando a carga for de 65cm, calcule a vazão vertente da veia fluida (2,0 pontos).
> 3,5 → = 2,30 < 3,5
 𝑃 
𝐻
 1,50 
0,65
Cd = 0,615
Cd = 0,615 x [ 1 + 0,26 x )]( 𝐻 𝐻 + 𝑃
2
Cd = 0,615 x [ 1 + 0,26 x )]( 0,65 0,65 + 1,50
2
Cd = 0,63
Para 1 contração
L’ = L - 0,1 x 4
L’ = 2 - 0,1 x 0,65
L’ = 2 - 0,065
L’ = 1,935 m
Q = x Cd x L x x
 2 
3 2 𝑥 𝑔 𝐻
3
Q = x 0,63 x 1,935 x x
 2 
3 2 𝑥 10 0, 65
3
Q = 1,90 m³/s → Q = 1900L/s