HIDRÁULICA APLICADA_ATIVIDADE 2

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HIDRÁULICA APLICADA – ATIVIDADE 2 
· Pergunta 1
1 em 1 pontos
	
	
	
	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 90 o . A vazão esperada para esse curso d'água é de 0,012 m 3 /s.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique quanto se elevará a água em relação ao vértice central do vertedor:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
15 cm
	Resposta Correta:
	 
15 cm
	Feedback da resposta:
	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.
	
	
	
· Pergunta 2
1 em 1 pontos
	
	
	
	Devido a necessidades construtivas que indicavam este formato, será escavado um canal  trapezoidal. Os dados geométricos constam da figura abaixo. Estima-se que a altura de água que será atingida quando o mesmo entrar em funcionamento , será de 2 m. O canal será no formato regular, com talude de 1:4.
 
Fonte: o autor.
 
Neste sentido, calcule o raio hidráulico, e assinale a alternativa correta:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
7 m 2
	Resposta Correta:
	 
7 m2
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois como primeira etapa para chegarmos no raio hidráulico precisamos calcular o valor da tangente do ângulo inferior do talude. Mas, como é informado que o talude é de 1:4 isso nos indica que a tangente do ângulo procurado é 4 o que nos permite calcular os valores de x 1 = x 2 = h / 4 = 2 / 4 = 0,5. Agora podemos utilizar a fórmula para cálculo da área molhada:
A m = b x h + 0,5 h (x 1
+ x 2)
A m = 3 x 2 + (0,5 + 0,5) = 7 m 2
 
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um vertedor será instalado num rio. No entanto, é necessário saber a que altura se elevará o nível da água, para ter-se noção se o mesmo sairá de  seu leito natural. O vertedor que será instalado possui 1 m de altura e 2 m de largura. A vazão do rio é de 0,4 m 3 /s.
 
Neste sentido, usando a fórmula simplificada de Francis, assinale a alternativa que indique a altura a que se elevará o nível do rio após a colocação do vertedor:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
1,23 m
	Resposta Correta:
	 
1,23 m
	Feedback da resposta:
	Sua Resposta está  incorreta. A alternativa está incorreta, pois, a altura a que se elevará o rio será H + p. Usando a fórmula de Francis, obteremos H. Somando com a altura fornecida do vertedor teremos a altura de água total.
Por Francis:                Q = 1,838 x L x H 3/2
Ou seja:                       0,4 = 1,838 x 2 x H 3/2
Isto resulta em H = 0,23 m. Somando com 1 m de altura do vertedor, fornecido no enunciado, teremos como altura de água total 1,23 m.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	No projeto de determinado reservatório, de formato cilíndrico, deseja-se saber seu tempo de esvaziamento. 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 m 2 .
 
Neste sentido, assinale a alternativa que calcule o tempo para esvaziar:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
640 s
	Resposta Correta:
	 
640 s
	Feedback da resposta:
	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.
	
	
	
· Pergunta 5
1 em 1 pontos
	
	
	
	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 sobre alguns dados referentes ao canal.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente qual será a vazão quando a altura da água no canal atingir 0,5 m:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
1,81 m 3/s
	Resposta Correta:
	 
1,81 m3/s
	Feedback da resposta:
	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.
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um canal tem a forma trapezoidal onde será instalado um vertedor. A velocidade com que a água chega no vertedor Cipolletti instalado é de 3 m/s. Após instalado o vertedor, a água se elevou 0,2 m acima da crista do mesmo, adquirindo a forma mostrada na figura. Considere que a área molhada do canal de acesso pode ser calculada em função da figura.
 
Fonte: o autor.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que está trafegando:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
0,41 m 3/s
	Resposta Correta:
	 
0,41 m3/s
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois como a velocidade é alta e como a área molhada do canal (área do trapézio = (4+3)/2*2 é maior do que seis vezes a área de escoamento do vertedor (0,2 * 4), utiliza-se a fórmula de Francis para velocidades altas:
Que dá como resposta Q = 0,42 m 3/s.
	
	
	
· Pergunta 7
0 em 1 pontos
	
	
	
	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 m 3 /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 modo a que tenha máximo rendimento:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
1,8 m
	Resposta Correta:
	 
3,3 m
	Feedback da resposta:
	Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, para um canal retangular ser considerado de máxima eficiência a altura d'água deverá 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) ⅔ x 0,0003 0,5
Daí tiramos que b = 3,3 m.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Os cálculos hidráulicos que são desenvolvidos nos canais revestem-se de particular importância no sentido que asseguram ao engenheiro o comportamento da água em situações específicas. Um dos elementos fornecidos nestas situações é a vazão por largura da seção transversal, chamada de vazão específica.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente a velocidade da água num canal retangular de profundidade 2 m e vazão específica 6 m 3 /(s.m):
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
3 m/s
	Resposta Correta:
	 
3 m/s
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois uma vez que a velocidade pode ser calculada em função da vazão, teremos V = Q / A. No entanto, como não conhecemos nem vazão, nem área, notamos que, da relação fornecida no enunciado de que q = Q / b, extraímos que Q = q x b. Além disso, como a área da seção transversal do canal retangular proposto é A = b x h, agora podemos escrever que V = q x b / (b x h). Simplificando b no numerador e denominador, ficamos que V = q / h = 6 / 2 = 3 m/s.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Considere que num determinado canal será construídocom água trafegando a uma velocidade de 7 m/s. Este fluxo passará por um obstáculo que irá provocar um ressalto hidráulico. Sabe-se que a profundidade da água à montante do obstáculo será de 0,58 m/s.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a que altura se elevará a água, após o obstáculo:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
2,13 m
	Resposta Correta:
	 
2,13 m
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, neste caso de dimensionamento de ressalto hidráulico o que se deseja é calcular a altura conjugada de jusante. Para esta situação, iremos nos valore da equação 
   
 
Como o enunciado fornece h 1
= 0,58 e a velocidade V 1 = 7 m/s, substituindo esses valores na equação, obtemos:
= 2,13 m   
	
	
	
· Pergunta 10
1 em 1 pontos
	
	
	
	Um determinado canal foi construído num laboratório de testes de rugosidade para experiências com diversos materiais. Os dados conhecidos são da vazão que o mesmo suportou, que foi de 8,3 m 3 /s e da declividade com que foi construído, de 0,0005 m/m. As medidas geométricas foram de 3 m para a largura é de 1,5 m de altura d'água. Como a experiência foi desmontada, ficou faltando anotar o material que constituía as paredes do canal.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que apresente qual era esse material:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Vidro
	Resposta Correta:
	 
Vidro
	Feedback da resposta:
	Resposta correta. A alternativa está correta, pois para descobrir o material de que foi feito o canal, precisamos descobrir primeiro o valor do coeficiente n . De posse de valor, consultamos a tabela de coeficientes n e temos o resultado. Como são dados vazão, declividade e as medidas geométricas do canal, podemos aplicar a equação de Manning.
Am = 3 x 1,5 = 4,15 m 2
Pm = 1,5 + 3 + 1,5 = 6 m
Rh = 0,75 m
Q = (1/n) Am x Rh 2/3 x I 0,5
8,3 = (1/n) 4,15 x 0,75 2/3
x 0,0005 0,5
Isolando a incógnita, temos n = 0,010. Consultando a tabela temos para esse valor que o material é vidro.