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Aplicando estes fatores, que afetam a velocidade média do fluxo, na Equação da Continuidade, Q = A x v, esta se transforma, por exemplo, na fórmula de Manning-Strickler, Q = A x Rh2/3 x Sf1/2 / n. Considerando um fator de atrito n = 0,018, já que as 3 soluções selecionadas terão paredes e fundo de concreto armado, e utilizando a fórmula de Manning-Strickler, é possível estimar que, na condição limite, com h = 2,50 m, a vazão no trecho será cerca de:

A) 30,8 m3/s
B) 50,8 m3/s
C) 54,4 m3/s
D) 56,8 m3/s
E) 61,4 m3/s
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Desafios para Aprender

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, precisamos aplicar a fórmula de Manning-Strickler, que é: \[ Q = A \times Rh^{2/3} \times Sf^{1/2} / n \] Onde: - \( Q \) é a vazão (m³/s), - \( A \) é a área da seção transversal (m²), - \( Rh \) é o raio hidráulico (m), - \( Sf \) é a inclinação da linha de energia (m/m), - \( n \) é o coeficiente de rugosidade de Manning. Dado que temos um fator de atrito \( n = 0,018 \) e uma profundidade \( h = 2,50 m \), precisamos calcular a área \( A \) e o raio hidráulico \( Rh \). Para um canal retangular, a área \( A \) pode ser calculada como: \[ A = largura \times h \] E o raio hidráulico \( Rh \) é dado por: \[ Rh = \frac{A}{P} \] Onde \( P \) é o perímetro molhado. Para um canal retangular, \( P \) é a soma da largura e duas vezes a profundidade. Como não temos a largura do canal, vamos assumir que a seção é quadrada ou retangular com uma largura que não altera significativamente a profundidade. Para simplificar, vamos considerar que a largura é igual à profundidade, ou seja, \( largura = h = 2,50 m \). Assim, a área \( A \) seria: \[ A = 2,50 \times 2,50 = 6,25 m² \] O perímetro molhado \( P \) seria: \[ P = 2,50 + 2 \times 2,50 = 7,50 m \] Portanto, o raio hidráulico \( Rh \) seria: \[ Rh = \frac{6,25}{7,50} \approx 0,833 m \] Agora, precisamos de um valor para a inclinação \( Sf \). Como não foi fornecido, vamos assumir um valor típico para um canal de concreto, que pode ser em torno de 0,01 (ou 1%). Substituindo os valores na fórmula de Manning-Strickler: \[ Q = 6,25 \times (0,833)^{2/3} \times (0,01)^{1/2} / 0,018 \] Calculando: 1. \( (0,833)^{2/3} \approx 0,707 \) 2. \( (0,01)^{1/2} = 0,1 \) Portanto: \[ Q \approx 6,25 \times 0,707 \times 0,1 / 0,018 \] \[ Q \approx 6,25 \times 0,707 \times 5,555 \] \[ Q \approx 6,25 \times 3,93 \approx 24,56 m³/s \] Como não temos um valor exato para a inclinação, vamos considerar que a inclinação pode variar e, com isso, a vazão pode aumentar. Após revisar as opções, a que mais se aproxima, considerando uma inclinação maior, seria a opção: A) 30,8 m³/s Entretanto, para um cálculo mais preciso, seria necessário o valor exato da inclinação \( Sf \).

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O trem-tipo utilizado no projeto da Ferrovia do Aço, interligando Belo Horizonte, Volta Redonda e São Paulo, é composto por uma locomotiva representada por 5 forças de 36 Tf cada, com espaçamento de 1,6 m entre elas, consecutivamente. O trem-tipo também é composto por uma carga uniformemente distribuída de 14 Tf/m, representando os vagões carregando minério, sendo também de 1,6 m a distância entre o final da locomotiva e o início dos vagões. Considere uma ponte isostática apoiada em A na extremidade esquerda e em B na extremidade direita, sendo de 30 m o seu vão. Considere a locomotiva centrada no meio do vão, com vagões à esquerda e à direita, ambos distanciados de 1,60 m da locomotiva. Nessas condições, pode-se afirmar que o momento fletor máximo na seção do meio do vão, quando da passagem do trem-tipo, apresenta o seguinte valor, expresso em :


A) 2016.
B) 1908.
C) 2084.
D) 1792.
E) 1878.

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