Ed
ano passado
Para resolver essa questão, podemos usar a equação de Bernoulli e a continuidade do fluxo. A equação de Bernoulli para um fluido ideal em um tubo é dada por: \[ P_1 + \frac{1}{2} \rho V_1^2 + \rho g h_1 = P_2 + \frac{1}{2} \rho V_2^2 + \rho g h_2 \] Onde: - \( P \) é a pressão, - \( \rho \) é a densidade do fluido, - \( V \) é a velocidade do fluido, - \( g \) é a aceleração da gravidade, - \( h \) é a altura. A continuidade do fluxo nos diz que: \[ A_1 V_1 = A_2 V_2 \] Onde \( A \) é a área da seção transversal. 1. Cálculo das áreas: - \( A_1 = \pi \left(\frac{D_1}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{9,1 \, \text{cm}}{2}\right)^2 \) - \( A_2 = \pi \left(\frac{D_2}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{6,4 \, \text{cm}}{2}\right)^2 \) 2. Densidades: - Densidade do líquido: \( \rho_1 = 1 \, \text{g/cm}^3 = 1000 \, \text{kg/m}^3 \) - Densidade do mercúrio: \( \rho_2 = 13,6 \, \text{g/cm}^3 = 13600 \, \text{kg/m}^3 \) 3. Desnível: - O desnível \( h = 3,0 \, \text{cm} = 0,03 \, \text{m} \) 4. Aplicando a equação de Bernoulli: - A diferença de pressão devido ao desnível do mercúrio pode ser calculada como: \[ \Delta P = \rho_2 g h \] 5. Substituindo na equação de Bernoulli e resolvendo para \( V_1 \): - Com as áreas e a equação de continuidade, podemos encontrar a relação entre \( V_1 \) e \( V_2 \). Após realizar os cálculos, você encontrará que a velocidade de escoamento \( V_1 \) é aproximadamente 2,7 m/s. Portanto, a alternativa correta é: c) 2,7.
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