Ed
há 8 meses
Para resolver essa questão, podemos usar o princípio da conservação da massa, que para um fluido incompressível é expresso pela equação da continuidade. A equação da continuidade diz que a vazão (Q) deve ser constante ao longo do tubo. A vazão é dada por: \[ Q = A \cdot V \] onde \( A \) é a área da seção transversal do tubo e \( V \) é a velocidade do fluido. 1. Cálculo da área do tubo inicial (A): O raio do tubo inicial é \( R = 2,0 \, \text{cm} = 0,02 \, \text{m} \). A área \( A \) é dada por: \[ A = \pi R^2 = \pi (0,02)^2 = \pi (0,0004) \approx 0,00125664 \, \text{m}^2 \] 2. Cálculo da vazão inicial (Q): A velocidade inicial \( V = 3,0 \, \text{m/s} \). Portanto, a vazão inicial \( Q \) é: \[ Q = A \cdot V = 0,00125664 \cdot 3,0 \approx 0,00376992 \, \text{m}^3/\text{s} \] 3. Cálculo da área do tubo após a bifurcação (A'): O raio do tubo após a bifurcação é \( R' = 1,0 \, \text{cm} = 0,01 \, \text{m} \). A área \( A' \) é: \[ A' = \pi (R')^2 = \pi (0,01)^2 = \pi (0,0001) \approx 0,00031416 \, \text{m}^2 \] 4. Cálculo da nova velocidade (V'): Como a vazão deve ser constante, temos: \[ Q = A \cdot V = A' \cdot V' \] Portanto: \[ 0,00376992 = 0,00031416 \cdot V' \] Resolvendo para \( V' \): \[ V' = \frac{0,00376992}{0,00031416} \approx 12,0 \, \text{m/s} \] Assim, a velocidade \( V' \) do fluido nos tubos após a bifurcação é de: (E) 12,0.
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