Determinação da Velocidade de Escape em Jatos Livres

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Determinação da Velocidade de Escape (Jatos livres) 
A física do problema ilustrado na Fig. 1 trata da descarga de um fluido proveniente de um 
reservatório, devida unicamente ao peso da coluna h. O presente problema pode ser analisado 
desde duas abordagens diferentes, mas independente da abordagem hipóteses sobre o fenômeno 
precisam ser impostas. Estas são: 
i) Escoamento em regime permanente 
ii) Escoamento incompressível 
iii) Escoamento sem atrito (não viscoso) 
iv) Escoamento ao longo de uma linha de corrente. 
 
A descarga de fluidos na pressão atmosférica é 
conhecida como descarga de jatos livres, aonde o 
interesse é determinar a velocidade de descarga 
(escape) do jato (V), isto é, a velocidade do escoamento 
na saída do reservatório. As três variáveis indicadas na 
Fig.1 correspondem a parâmetros meramente 
geométricos, todos eles dados em metros [m], onde h é 
altura da coluna do fluido contida no reservatório, hinf é 
a cota de altura entre a saída do jato e a superfície de 
queda do mesmo, e, L corresponde à distância horizontal percorrida pelo jato medida desde a saída. 
A primeira abordagem do problema para determinar a velocidade de escape do jato (V) consiste no 
uso da equação de Bernoulli, aonde uma vez aplicada a equação ao longo de uma linha de corrente 
em dois pontos e aplicando as hipóteses, resulta na Equação. 1. O Desenvolvimento da equação 
será discutido de forma detalhada durante a aula. 
𝑉 = √2𝑔ℎ ≡ [𝑚/𝑠] (1) 
A segunda abordagem consiste em considerar o jato livre como ele sendo uma partícula que 
experimenta um movimento de lançamento horizontal sujeito à força da gravidade (g=9,81 
[m/s^2]). Esta abordagem sugere o uso das equações da cinemática em duas dimensões para um 
movimento parabólico resultando na Equação. 2. O Desenvolvimento da equação será discutido de 
forma detalhada durante a aula. 
𝑉 = 𝐿 √
𝑔
2 ℎ𝑖𝑛𝑓
 ≡ [𝑚/𝑠] (2) 
Registro de dados medidos durante o experimento e o cálculo de V 
Número h [m] hinf [m] L [m] 
Abordagem 1 Abordagem 2 
V [m/s] V [m/s] 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
 
Figura 1. Descarga de um jato livre