A água está escoando com uma velocidade de 5m/s através de uma tubulação com uma área de seção transversal de 4cm2 . A água desce gradativamente 10...

(a) Para resolver a questão, podemos utilizar a equação da continuidade, que afirma que a vazão (Q) é constante em um fluido incompressível. Assim, podemos escrever: Q = A1 * v1 = A2 * v2 Onde A1 e v1 são a área e a velocidade na seção transversal inicial, A2 e v2 são a área e a velocidade na seção transversal final. Como a área aumentou para o dobro, a velocidade deve ser reduzida pela metade. Portanto: v2 = v1 * (A1 / A2) = 5 * (4 / 8) = 2,5 m/s (b) Para calcular a pressão no nível mais baixo, podemos utilizar o princípio de Bernoulli, que afirma que a soma da pressão estática e da pressão dinâmica é constante ao longo de uma linha de corrente. Assim, podemos escrever: P1 + (1/2) * rho * v1^2 + rho * g * h1 = P2 + (1/2) * rho * v2^2 + rho * g * h2 Onde P1 e v1 são a pressão e a velocidade na seção transversal inicial, P2 e v2 são a pressão e a velocidade na seção transversal final, rho é a densidade da água, g é a aceleração da gravidade, h1 e h2 são as alturas em relação a um mesmo referencial. Como a altura final é maior que a altura inicial, a pressão final deve ser menor que a pressão inicial. Assim: P2 = P1 + rho * g * (h1 - h2) - (1/2) * rho * (v2^2 - v1^2) P2 = 1,5 * 10^5 + 1000 * 9,81 * (0 - 10) - (1/2) * 1000 * (2,5^2 - 5^2) P2 = 1,5 * 10^5 - 12250 P2 = 1,3875 * 10^5 Pa Portanto, a pressão no nível mais baixo é de aproximadamente 138,75 kPa.