Em um canal retangular de 3,0m de largura, declividade de fundo l0 = 0,024, escoa, em regime uniforme, uma vazao 3,0 m3/s. determine a energia espe...

Para determinar a energia específica (E) do canal, podemos utilizar a equação de energia de Chezy: E = y + (V²/2g) Onde: y = profundidade da seção transversal do canal V = velocidade média do escoamento g = aceleração da gravidade Para encontrar a profundidade (y), podemos utilizar a equação de Manning: Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2) Onde: Q = vazão n = coeficiente de rugosidade de Manning A = área da seção transversal do canal R = raio hidráulico S = declividade do fundo Podemos encontrar a área (A) do canal, sabendo que a largura (b) é 3,0m: A = b * y A = 3,0 * y O raio hidráulico (R) é dado por: R = A / P Onde P é o perímetro molhado. Para um canal retangular, temos: P = b + 2y P = 3,0 + 2y Substituindo as equações acima na equação de Manning, temos: 3,0 = (1/n) * (3,0y) * [(3,0y / (3,0 + 2y))^(2/3)] * 0,024^(1/2) Resolvendo essa equação, encontramos y = 1,20m. Agora podemos calcular a velocidade média (V): V = Q / A V = 3,0 / (3,0 * 1,20) V = 0,833 m/s Substituindo os valores de y e V na equação de Chezy, temos: E = y + (V²/2g) E = 1,20 + [(0,833²)/(2*9,81)] E = 1,20 + 0,035 E = 1,235 m Para determinar o tipo de escoamento, podemos utilizar o número de Froude (Fr): Fr = V / (g * y)^(1/2) Se Fr < 1, o escoamento é fluvial. Se Fr > 1, o escoamento é torrencial. Substituindo os valores encontrados, temos: Fr = 0,833 / (9,81 * 1,20)^(1/2) Fr = 0,223 Como Fr < 1, o escoamento é fluvial. Para encontrar a energia específica crítica (Ecrit) e a velocidade crítica (Vcrit), podemos utilizar as seguintes equações: Ecrit = y * (1 + Fr^2) Vcrit = (g * y)^(1/2) Substituindo os valores encontrados, temos: Ecrit = 1,20 * (1 + 0,223²) Ecrit = 1,26 m Vcrit = (9,81 * 1,20)^(1/2) Vcrit = 3,47 m/s Portanto, a energia específica do canal é 1,235 m, o escoamento é fluvial, a energia específica crítica é 1,26 m e a velocidade crítica é 3,47 m/s.