Questão 4) No fundo de uma caixa d’água é feito um pequeno buraco circular, cuja área de seção reta é igual a 1,2x10−4 m2. Água cai dentro desta ca...

Para determinar a altura da coluna de água na caixa, podemos utilizar a equação da continuidade, que relaciona a vazão volumétrica com a área de seção reta e a velocidade da água. A equação da continuidade é dada por: A1 * v1 = A2 * v2 Onde: A1 é a área de seção reta do buraco na caixa (1,2x10^-4 m²) v1 é a velocidade da água saindo pelo buraco (que queremos determinar) A2 é a área de seção reta do tubo (consideraremos a área do tubo igual à área do buraco) v2 é a velocidade da água entrando pelo tubo (3,4x10^-4 m³/s) Podemos rearranjar a equação para encontrar a velocidade da água saindo pelo buraco: v1 = (A2 * v2) / A1 Substituindo os valores na equação, temos: v1 = (1,2x10^-4 m² * 3,4x10^-4 m³/s) / (1,2x10^-4 m²) v1 = 3,4x10^-4 m/s Agora, podemos utilizar a equação da energia potencial para determinar a altura da coluna de água na caixa. A energia potencial é dada por: E = m * g * h Onde: E é a energia potencial (que é igual à energia cinética da água saindo pelo buraco) m é a massa da água saindo pelo buraco (que é igual à densidade da água multiplicada pelo volume) g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,8 m/s²) h é a altura da coluna de água na caixa (que queremos determinar) Podemos rearranjar a equação para encontrar a altura da coluna de água: h = E / (m * g) Substituindo os valores na equação, temos: h = (1/2 * m * v1²) / (m * g) h = (1/2 * v1²) / g h = (1/2 * (3,4x10^-4 m/s)²) / (9,8 m/s²) h ≈ 5,5x10^-6 m Portanto, a altura da coluna de água na caixa é aproximadamente 5,5x10^-6 metros.