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Um projetista de máquinas de lavar roupas estava interessado em determinar o volume de água utilizado por uma dada lavadora de roupas durante o seu...

Um projetista de máquinas de lavar roupas estava interessado em determinar o volume de água utilizado por uma dada lavadora de roupas durante o seu funcionamento, de modo a otimizar a economia de água por parte do aparelho. Ele percebeu que o volume V de água necessário para uma lavagem depende da massa m das roupas a serem lavadas, do intervalo de tempo Δt que esta máquina leva para encher de água e da pressão P da água na tubulação que alimenta esta máquina de lavar. Assim, ele expressou o volume de água através da função V = k ma (Δt)b Pn, onde k é uma constante adimensional e a, b e n são coeficientes a serem determinados. Calcule os valores de a, b e n para que a equação seja dimensionalmente correta.

Essa pergunta também está no material:

Estudo Ativo Vol 4 - Ciências da Natureza-382-384
3 pág.

Enem Grau TécnicoGrau Técnico

💡 1 Resposta

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Para que a equação seja dimensionalmente correta, as dimensões de cada termo devem ser iguais. Analisando a equação V = k ma (Δt)b Pn, temos: - V: volume de água utilizado na lavagem (L³) - m: massa das roupas (M) - Δt: intervalo de tempo que a máquina leva para encher de água (T) - P: pressão da água na tubulação (M/LT²) - k: constante adimensional Substituindo as dimensões na equação, temos: L³ = k M^a T^b (M/LT²)^n Igualando as dimensões de cada lado da equação, temos: L³ = k M^(a+n) T^(b-2n) Igualando as dimensões de massa, temos: 0 = a + n Igualando as dimensões de tempo, temos: 3 = b - 2n Resolvendo o sistema de equações, temos: a = -n b = 2n + 3 Portanto, os valores de a, b e n para que a equação seja dimensionalmente correta são a = -n, b = 2n + 3 e n é uma constante que precisa ser determinada.

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