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A figura mostra que o fornececimento de água é feito atravez de uma canalização tubular com diâmetro interno de 2,5 cm. Tal tubulação tranporta a á...

A figura mostra que o fornececimento de água é feito atravez de uma canalização tubular com diâmetro interno de 2,5 cm. Tal tubulação tranporta a água com uma velocidade de 0,90 m/s e com uma pressão de 170 kPa. O tubo se estreita reduzindo o seu diâmetro para 1,2 cm, e posteriomente sobe 7,6 m acima do ponto de entrada. Qual é a pressão desta água no ponto 2?


180 kPa
180 kPa
90,2 kPa
150,4 kPa
111,4 kPa
88,3 kPa

Essa pergunta também está no material:

Teste de Física - AV2 - 2a Chamada
11 pág.

Respostas

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Para resolver esse problema, podemos utilizar a equação de Bernoulli, que relaciona a pressão, a velocidade e a altura de um fluido em um tubo. A equação é dada por: P1 + 1/2 * rho * v1^2 + rho * g * h1 = P2 + 1/2 * rho * v2^2 + rho * g * h2 Onde: P1 = pressão no ponto 1 (entrada do tubo) v1 = velocidade no ponto 1 h1 = altura no ponto 1 P2 = pressão no ponto 2 (saída do tubo) v2 = velocidade no ponto 2 h2 = altura no ponto 2 rho = densidade do fluido g = aceleração da gravidade Podemos considerar que a densidade da água é constante e que a altura no ponto 1 é igual à altura no ponto 2. Além disso, podemos desprezar a energia cinética da água no ponto 1 e a energia potencial da água no ponto 2, já que a água está em repouso nesses pontos. Assim, a equação de Bernoulli fica simplificada: P1 + rho * g * h = P2 + rho * g * h2 Podemos isolar a pressão no ponto 2: P2 = P1 + rho * g * (h - h2) Agora, podemos calcular cada termo da equação. Temos: P1 = 170 kPa rho = 1000 kg/m³ (densidade da água) g = 9,81 m/s² (aceleração da gravidade) h = 0 m (altura no ponto 1) h2 = 7,6 m (altura no ponto 2) Para calcular a velocidade no ponto 2, podemos utilizar a equação da continuidade, que diz que a vazão de um fluido é constante em um tubo. A equação é dada por: A1 * v1 = A2 * v2 Onde: A1 = área da seção transversal no ponto 1 A2 = área da seção transversal no ponto 2 Podemos calcular a área da seção transversal em cada ponto, considerando que o diâmetro interno do tubo é de 2,5 cm no ponto 1 e de 1,2 cm no ponto 2. Temos: A1 = pi * (2,5/2 cm)^2 = 4,91 cm² A2 = pi * (1,2/2 cm)^2 = 1,13 cm² Podemos isolar a velocidade no ponto 2: v2 = (A1 * v1) / A2 A velocidade no ponto 1 é dada no enunciado como 0,90 m/s. Agora, podemos substituir os valores na equação de Bernoulli: P2 = 170 kPa + 1000 kg/m³ * 9,81 m/s² * (0 - 7,6 m) - 1/2 * 1000 kg/m³ * (4,91 cm² / 1e4 cm²/m²) * (0,90 m/s)^2 / (1,13 cm² / 1e4 cm²/m²) Resolvendo a equação, encontramos: P2 = 88,3 kPa Portanto, a alternativa correta é E) 88,3 kPa.

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