5) Um determinado líquido é descarregado de um tanque cúbico de 5m de aresta por um tubo de 5cm de diâmetro. A vazão no tubo é 10 l/s, determinar: ...

a) Para calcular a velocidade do fluido no tubo, é necessário utilizar a equação da continuidade, que afirma que a vazão é constante em um sistema. Assim, temos: Área do tubo = π*(diâmetro/2)^2 = π*(0,05/2)^2 = 0,0019635 m² Vazão = 10 L/s = 0,01 m³/s A velocidade do fluido no tubo é dada por: Vazão = Área do tubo * velocidade 0,01 = 0,0019635 * velocidade velocidade = 5,09 m/s Portanto, a velocidade do fluido no tubo é de 5,09 m/s. b) Para calcular o tempo que o nível do líquido levará para descer 20 cm, é necessário utilizar a equação de Torricelli, que relaciona a velocidade do fluido com a altura do líquido no tanque. Assim, temos: v² = 2*g*h onde v é a velocidade do fluido, g é a aceleração da gravidade e h é a altura do líquido no tanque. Substituindo os valores, temos: v = 5,09 m/s g = 9,81 m/s² h = 20 cm = 0,2 m v² = 2*9,81*0,2 v² = 3,924 v = 1,98 m/s Agora, podemos utilizar a equação da vazão para calcular o tempo que o nível do líquido levará para descer 20 cm: Vazão = Área do tanque * velocidade * tempo 0,01 = 5^2 * tempo * 1,98 tempo = 0,0005051 s Portanto, o tempo que o nível do líquido levará para descer 20 cm é de aproximadamente 0,0005 segundos.