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Física

Colégio Objetivo
Um tubo horizontal apresenta um aumento de diâmetro de 0,1 m para 0,2 m. Se a velocidade do fluido na seção menor é de 3 m/s, qual será a velocidade na seção maior?
a) 1,5 m/s
b) 2 m/s
c) 3 m/s
d) 4 m/s
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Estudando com Questões

há 10 meses

Respostas

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há 10 meses

Para resolver essa questão, podemos usar a equação da continuidade para fluidos, que afirma que a vazão (Q) deve ser constante em um 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. Primeiro, calculamos a área da seção menor (diâmetro de 0,1 m): \[ A_1 = \pi \left(\frac{d_1}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,1}{2}\right)^2 = \pi \left(0,05\right)^2 = \pi \cdot 0,0025 \approx 0,00785 \, m^2 \] 2. Agora, calculamos a área da seção maior (diâmetro de 0,2 m): \[ A_2 = \pi \left(\frac{d_2}{2}\right)^2 = \pi \left(\frac{0,2}{2}\right)^2 = \pi \left(0,1\right)^2 = \pi \cdot 0,01 \approx 0,0314 \, m^2 \] 3. Usando a equação da continuidade, temos: \[ A_1 \cdot v_1 = A_2 \cdot v_2 \] \[ 0,00785 \cdot 3 = 0,0314 \cdot v_2 \] 4. Resolvendo para \( v_2 \): \[ v_2 = \frac{0,00785 \cdot 3}{0,0314} \] \[ v_2 \approx \frac{0,02355}{0,0314} \approx 0,75 \, m/s \] Parece que houve um erro nos cálculos. Vamos simplificar: Sabemos que a relação entre as velocidades e as áreas é dada por: \[ v_1 \cdot A_1 = v_2 \cdot A_2 \] Substituindo as áreas: \[ 3 \cdot \left(\frac{\pi (0,1)^2}{4}\right) = v_2 \cdot \left(\frac{\pi (0,2)^2}{4}\right) \] Cancelando \( \pi/4 \): \[ 3 \cdot (0,1)^2 = v_2 \cdot (0,2)^2 \] \[ 3 \cdot 0,01 = v_2 \cdot 0,04 \] \[ 0,03 = 0,04 \cdot v_2 \] \[ v_2 = \frac{0,03}{0,04} = 0,75 \, m/s \] Parece que houve um erro na interpretação da questão. Vamos revisar as opções: Nenhuma das opções corresponde ao resultado obtido. Portanto, a resposta correta não está entre as alternativas apresentadas. Você pode verificar os dados ou as opções novamente?

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