ATIVIDADE 4 HIDRÁULICA APLICADA GRA0783

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Pergunta 1
1 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:	
Correta 3,3 m
Resposta Correta:	
Correta 3,3 m
Comentário da resposta:	Resposta correta. A alternativa está correta, 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 2
1 em 1 pontos
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 determine qual a vazão que está ocorrendo:
Resposta Selecionada:	
Correta 5 L/s
Resposta Correta:	
Correta 5 L/s
Comentário da resposta:	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.
Pergunta 3
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:	
Correta 1,81 m 3/s
Resposta Correta:	
Correta 1,81 m3/s
Comentário 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 4
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:	
Correta 0,41 m 3/s
Resposta Correta:	
Correta 0,41 m3/s
Comentário 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 5
1 em 1 pontos
Um determinado reservatório cilíndrico, com diâmetro de 2 m e altura 4 m, será construído com o objetivo de fornecer água para uma empresa. Admite-se que o mesmo terá sempre seu nível mantido no topo e de maneira constante, através da concessionária local.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique qual a vazão que o mesmo fornecerá para o interior da indústria se esse dispuser de um orifício circular em sua parte inferior, junto ao fundo, de 10 cm de diâmetro:
Resposta Selecionada:	
Correta 0,044 m 3/s
Resposta Correta:	
Correta 0,044 m3/s
Comentário da resposta:	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, vamos utilizar C d’, uma vez que o orifício se encontra junto ao fundo do reservatório. Como o orifício é circular C d’ = C d (1+0,13 K) = 0,61 (1+0,13 K) e, para este caso, K = 0,25, o que dá o valor de C d’ = 0,63.. Assim, o cálculo da vazão é feito com:
=0,044
 m 3/s.
Pergunta 6
1 em 1 pontos
Um reservatório deverá ter a forma de um cilindro regular e possui área da base 9 m 2 . Você precisa 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 descarga, já corrigido, como 0,63.
 
Assinale a alternativa correta:
Resposta Selecionada:	
Correta 3,93 m
 
 
Resposta Correta:	
Correta 3,93 m
 
 
Comentário da resposta:	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.
Pergunta 7
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:	
Correta 
7 m
Resposta Correta:	
Correta 
7 m
Comentário 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
 
Pergunta 8
1 em 1 pontos
Um canal circular, de diâmetro 1,5 m deverá permitir o tráfego de água com uma medida de vazão de 7 m 3 /s de água. O canal será construído de um material que resulta em um coeficiente de Manning de 0,012. Considere a importância que deve ter para o perfeito atendimento das condições hidráulicas, a declividade ideal.
 
Neste sentido, assinale a alternativa que indique a declividade para que o canal, atendendo os preceitos de máxima eficiência, atinja os objetivos programados:
Resposta Selecionada:	
Correta 0,089 m/m
Resposta Correta:	
Correta 0,089 m/m
Comentário da resposta:	Resposta correta. A alternativa está correta, pois, para encontrarmos a declividade, utilizaremos a equação geral de Manning para canais Q = (1/n) Am. R h 2/3.I 0,5
Lembrando que para canal circular de máxima eficiência h = 0,95 D = 0,95 x 1,5 = 1,425 m, primeiro vamos descobrir o ângulo Com o ângulo definido podemos calcular:
Am = 0,125.D 2 ( = 0,125 x 1,5 2 (5,38 - sen 154 o)=1,39 m 2
Pm = 0,5 x D x = 0,5 x 1,5 x 5,38 = 4,035 m
Rh = Am / Pm = 1,39 / 4,035 = 0,344 m
Agora, usando Manning: 7 = (1/0,012) x 1,39 x 0,344 3/2 x I 0,5
O que resulta em I = 0,0897 m/m.
Pergunta 9
1 em 1 pontos
Considere que num determinado canal será construído com água trafegando a uma velocidade de 7 m/s. Este fluxopassará 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:	
Correta 2,13 m
Resposta Correta:	
Correta 2,13 m
Comentário 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:	
Correta Vidro
Resposta Correta:	
Correta Vidro
Comentário 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.