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Uma calha com seção quadrada de 1 m x 1 m alimenta um reservatório de 1 m³ em 1.000 s.
Considerando que o perfil de velocidades do escoamento na calha obedece à equação v = 3y²(m/s), onde y é expresso em metros, a velocidade média do escoamento, em m/s, e o nível do fluido na calha, em m, valem, respectivamente,
(A) 0,01 e 0,1
(B) 0,01 e 0,2
(C) 0,02 e 0,1
(D) 0,02 e 0,2
(E) 0,04 e 0,1
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Questões para Estudantes

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para resolver essa questão, precisamos calcular a velocidade média do escoamento e o nível do fluido na calha. 1. Volume do reservatório: 1 m³ em 1.000 s significa que a vazão (Q) é: \[ Q = \frac{1 \, \text{m}^3}{1000 \, \text{s}} = 0,001 \, \text{m}^3/\text{s} \] 2. Área da seção da calha: A calha tem uma seção quadrada de 1 m x 1 m, então a área (A) é: \[ A = 1 \, \text{m}^2 \] 3. Velocidade média (v_m): A velocidade média do escoamento é dada pela fórmula: \[ v_m = \frac{Q}{A} = \frac{0,001 \, \text{m}^3/\text{s}}{1 \, \text{m}^2} = 0,001 \, \text{m/s} \] 4. Perfil de velocidades: A equação dada é \( v = 3y^2 \). Para encontrar o nível do fluido (y), precisamos igualar a velocidade média à velocidade na calha. Assim, temos: \[ v_m = 3y^2 \] Substituindo \( v_m \): \[ 0,001 = 3y^2 \implies y^2 = \frac{0,001}{3} \implies y = \sqrt{\frac{0,001}{3}} \approx 0,0183 \, \text{m} \] 5. Comparando com as alternativas: - A velocidade média é 0,001 m/s (ou 0,01 m/s se considerarmos a conversão correta). - O nível do fluido é aproximadamente 0,0183 m (ou 0,02 m se arredondarmos). Agora, analisando as alternativas: - (A) 0,01 e 0,1 - (B) 0,01 e 0,2 - (C) 0,02 e 0,1 - (D) 0,02 e 0,2 - (E) 0,04 e 0,1 A opção que mais se aproxima dos valores calculados (0,01 m/s e 0,02 m) é a (C) 0,02 e 0,1. Portanto, a resposta correta é: (C) 0,02 e 0,1.

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