Hidráulica Aplicada - Atividade 4 (A4)

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No projeto de determinado reservatório, de formato cilíndrico, deseja-se saber seu tempo de es-
vaziamento. Para tanto são conhecidas a altura do reservatório e o diâmetro do orifício, de 0,15
m. Considere um coeficiente de descarga corrigido de 0,62. O reservatório possui altura 5 m e
área da base de 7,065 m2.
Neste sentido, assinale a alternativa que calcule o tempo para esvaziar:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois considerando que o tempo consultado é
para se esvaziar o reservatório, h 2 = 0. Com os demais dados fornecidos pelo enunciado
colocados na fórmula, teremos
O que dá como resultado um tempo de esvaziamento de 640 segundos.
1438 s
1843 s
 
802 s
640 s
Resposta correta
1132 s
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O proprietário de uma pequena lavoura precisa conhecer a vazão de um córrego de pequenas
dimensões que corre ao fundo de sua propriedade. Para tanto irá instalar um vertedor triangular,
ângulo central à 90o. A vazão esperada para esse curso d'água é de 0,012 m3/s.
Neste sentido, assinale a alternativa que indique quanto se elevará a água em relação ao vérti-
ce central do vertedor:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, como a fórmula para vertedores
triangulares é
Q = 1,4 x H 5/2
Com a informação fornecida no enunciado do problema de que a vazão esperada será de
0,012 m 3/s, temos que:
0,012 = 1,4 x H 5/2
O que nos dá a resposta esperada de H = 0,15 m ou 15 cm.
10 cm
5 cm
20 cm
 
 
 
 
 
15 cm
Resposta correta
3 cm
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Ao ser construído um reservatório, um orifício de 0,317 m de diâmetro foi colocado distante
0,10 m do fundo, para descarga do reservatório. Este detalhe foi motivado pela necessidade de
se ter sempre uma camada de água no fundo do mesmo. Da maneira como está, existe 3,90 m
de água acima do centro do orifício.
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que o mesmo proporcionará:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, como o orifício não está junto ao fundo,
nem a alguma parede lateral, utilizaremos a fórmula simplificada, com Cd = 0,61, área do
orifício = 3,14x0,317 2/4 e h = 3,841., o que resulta em
0,914 m 3/s
1,183 m 3/s
 
 
0,418 m 3/s
Resposta correta
1,483 m 3/s
2,423 m 3/s
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Os canais são obras de engenharia que permitem ao homem conduzir a água por caminhos
pré-especificados. No entanto, alguns cuidados são necessários, como por exemplo, conhecer o
desempenho de um possível ressalto hidráulico que venha a ocorrer a jusante de determinado
obstáculo. Utilize como referência a tabela abaixo.
Frou
de
Descrição do ressalto hidráulico
Dissip
ação
Fr <
1,0
Impossível, porque viola a 2a lei da termodinâmica
1,0 <
Fr <
1,7
Ressalto ondulante, ou com ondas estacionárias, de comprimento em torno
de 4h2
me-
nos
de 5%
1,7 <
Fr <
2,5
Ressalto fraco; Elevação suave da superfíciecom pequenos redemoinhos;
de 5%
a 15%
2,5 < Ressalto oscilante; instável; cada pulsação irregular cria uma grande onda de
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o requisito básico para se definir se haverá
ressalto num canal, é o número de Freud. Este é calculado em função da velocidade e da
altura de montante, conforme a seguinte equação:
Com os dados fornecidos temos:
Para Fr =5, consultando a tabela fornecida no enunciado, temos que se trata de um ressalto
permanente.
ressalto fraco
ressalto permanente
 
 
Resposta correta
não haverá ressalto
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Um canal de forma circular está conduzindo água. A altura que a água ocupa dentro do canal é
de 1,5 m. O canal possui diâmetro 2 m. Entre as características hidráulicas que auxiliam nos
cálculos dos demais parâmetros, está o Raio hidráulico, o qual consiste na razão entre a área
molhada e o perímetro molhado.
Neste sentido, assinale a alternativa que indique o raio hidráulico:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, o primeiro cálculo a realizar é o do valor de
?? = 2 cos -1 (1 - 2 h / D) = 2 cos -1 (1 - 2 x 1.5 / 2) = 240 o . Como vamos precisar desse
ângulo também em radianos, multiplicamos por (??/180), o que dá 4,187 rad. O próximo
passo é o cálculo de Am = 0,125 D 2
(?? - sen ??) = 0,125 x 2 2 (4,187 - sen 240 o) = 2,528 m 2. À seguir calculamos Pm = 0,5 D . ??
= 0,5 x 2 x 4,187 = 4,187 m. Encerramos calculando o raio hidráulico que é: Rh = Am / Pm =
2,528 / 4,187 = 0,604 m.
0,60 m
Resposta correta
0,92 m
1,35 m
2,43 m
3,58 m
 
 
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Um reservatório deverá ter a forma de um cilindro regular e possui área da base 9 m2. Você pre-
cisa dimensionar sua altura de maneira que, através de um orifício de 300 mm de diâmetro, na
parte de baixa de sua parede, consiga esvaziá-lo em 3 minutos. Considere o coeficiente de des-
carga, já corrigido, como 0,63.
Assinale a alternativa correta:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois com os dados fornecidos pelo problema e,
considerando que, se o tempo para esvaziar é 180 segundos (3 minutos x 60), então a altura h
2 será zero. Utilizando a fórmula do tempo de esvaziamento, teremos:
Substituindo os valores:
O que resulta em h 1 = 3,89 m.
0,95 m
3,93 m
 
Resposta correta
2,45 m
1,38 m
3,01 m
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     6 7 8 9 10
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Um canal retangular irá ser construído utilizando tijolos de barro para conduzir água desde uma
nascente até próximo de uma fazenda. A vazão esperada neste empreendimento é de 6 m3/s,
pois já foram realizadas algumas medidas expeditas junto à nascente. A declividade desde o
ponto de tomada até o final do canal é de 0,0003 m/m.
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a medida da largura do fundo deste canal, de
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para um canal retangular ser considerado
de máxima eficiência a altura d'águadeverá ser a metade da largura, o que nos leva para
relação h = b / 2. Com esta relação calculamos Am = b/2 x b = b 2/b e o Pm = b/2+b+b/2 =  2b.
Com estes dois valores calculamos Rh = Am / Pm = (b 2/2 ) / 2b = 0,25 b. Como o enunciado
fornece a vazão, como o coeficiente de Manning para paredes de tijolos é n = 0,014 e como a
declividade foi dada I = 0,0003, podemos montar a equação de Manning:
Q = (1/n) Am x Rh 2/3 x I 0,5
6 = (1/0,0003) (b 2/2) x (0,25b) ? x 0,0003 0,5
Daí tiramos que b = 3,3 m.
3,3 m
Resposta correta
2,3 m
4,1 m
 
 
1,8 m
1,2 m
Próximo
      7 8 9 10
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Um canal construído com madeira aplainada conduz água desde um reservatório até o tanque
de uma indústria. Ao longo desse percurso a declividade é de 0,006 m/m. O canal foi construído
de maneira que sua parte inferior mede 1,30 m. A empresa necessita ter uma idéia técnica so-
bre alguns dados referentes ao canal.
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente qual será a vazão quando a altura da água
Resposta correta. Sua alternativa está correta, pois, para aplicarmos a equação de Manning,
precisamos primeiro calcular:
Am = 0,5 x 1,3 = 0,65 m 2
Pm = 0,5 + 1,3 + 0,5 = 2,3 m
Rh = 0,282 m
Com os demais dados fornecidos pelo problema, e sabendo que para paredes de madeira
aplanada n = 0,012, temos:
Q = (1/n) Am x Rh 2/3 x I 0,5
Q = (1/0,012) 0,65 x 0,282 2/3
x 0,006 0,5 = 1,81 m 3/s.
2,43 m 3/s
4,45 m 3/s
6,41 m 3/s
3,78 m 3/s
1,81 m 3/s
Resposta correta
Próximo
       8 9 10
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Um reservatório possui seu nível d'água 3 m acima do centro de um orifício circular de 0,5 m de
diâmetro. O orifício, por razões estratégicas, foi construído 10 cm acima do fundo do reservató-
rio. Trata-se de uma estrutura com a finalidade de fornecer água por gravidade, para um bairro
situado mais abaixo na topografia da cidade.
Assinale a alternativa que indique a vazão que será disponibilizada:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, com as medidas fornecidas se constata
que é um orifício de grandes dimensões, pois 0,5 > 1/10 de 3 m. Então utiliza-se a fórmula
 
Com o detalhe que h 2
é a altura de água acima do ponto inferior do orifício, ou seja 3,0 m + (0,5 m / 2) = 3,25 m e
que h 1 é a altura d'água acima do ponto superior do orifício, ou seja 3,0 m- (0,5 m / 2) = 2,75
m. Lembrando que, pelo enunciado o jato não tem contração incompleta, com os demais
dados a resposta fica:
Isto resulta Q = 0,918 m 3/s.
0,54 m 3/s
0,28 m 3/s
0,76 m 3/s
0,92 m 3/s
Resposta correta
1,35 m 3/s
 
 
Próximo
        9 10
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Devido à razões de ordens práticas, num determinado canal foi instalado um vertedor de forma
circular. O diâmetro do vertedor é de 20 cm. Quando a água represada subiu no nível do canal e
começou a verter, uma escala ao lado mesmo acusou a marca de 8 cm acima do ponto mais
baixo da circunferência.
Neste sentido, assinale a alternativa que determinequal a vazão que está ocorrendo:
Resposta correta. A alternativa está correta, pois como o vertedor é circular, utilizaremos a
fórmula
Q = 1,518 x D 0,693 x H 1,807
Com os dados fornecidos pelo enunciado ficamos sabendo que o diâmetro do orifício do
vertedor é de 20 cm e que a altura de água acima da crista é de 8 cm. Desta maneira, a
equação fica:                                                Q = 1,518 x 0,2 0,693 x 0,08 1,807.
Isto dá como resposta Q = 0,005 m 3/s, ou 5 L/s.
3 L/s
5 L/s
Resposta correta
4 L/s
1 L/s
2 L/s
Próximo
         10 
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