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Questão 10: Observe a figura a seguir, que representa um experimento para avaliar o valor da velocidade média do escoamento da água em um canal de seção retangular, com 30 cm de largura, cuja declividade é regulável. Nesse experimento, mede-se o intervalo que um flutuador, se deslocando no eixo da superfície do escoamento, leva para passar por duas marcas. A distância de uma marca à outra é de 2,00 m. O valor da velocidade média do fluxo na seção equivale a aproximadamente 85% do valor da velocidade do flutuador, que escoa na linha de corrente em que a velocidade é máxima. Para certa declividade, em que o flutuador levou 9 segundos para ir da primeira à segunda marca, a altura da lâmina d’água era de 21 cm. Com essas informações, empregando a equação da continuidade (Q = v x A), é possível avaliar que, nessa situação, os valores da velocidade média e da vazão do escoamento eram A) v = 0,19 m/s e Q = 0,012 m3/s. B) v = 0,22 m/s e Q = 0,014 m3/s. C) v = 0,34 m/s e Q = 0,036 m3/s. D) v = 0,45 m/s e Q = 0,092 m3/s. E) v = 0,85 m/s e Q = 0,054 m3/s.
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wilson morais santos

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Para resolver essa questão, precisamos calcular a velocidade média do flutuador e, em seguida, a vazão do escoamento. 1. Cálculo da velocidade média (v): - A distância entre as marcas é de 2,00 m. - O tempo que o flutuador levou para percorrer essa distância é de 9 segundos. - A velocidade média (v) é dada pela fórmula: \[ v = \frac{\text{distância}}{\text{tempo}} = \frac{2,00 \, \text{m}}{9 \, \text{s}} \approx 0,222 \, \text{m/s} \] 2. Cálculo da velocidade média do fluxo: - A velocidade média do fluxo é aproximadamente 85% da velocidade do flutuador: \[ v_{\text{fluxo}} = 0,85 \times v \approx 0,85 \times 0,222 \approx 0,189 \, \text{m/s} \] 3. Cálculo da área da seção (A): - A largura do canal é de 30 cm (0,30 m) e a altura da lâmina d'água é de 21 cm (0,21 m). - A área da seção (A) é: \[ A = \text{largura} \times \text{altura} = 0,30 \, \text{m} \times 0,21 \, \text{m} = 0,063 \, \text{m}^2 \] 4. Cálculo da vazão (Q): - A vazão (Q) é dada pela fórmula: \[ Q = v_{\text{fluxo}} \times A \approx 0,189 \, \text{m/s} \times 0,063 \, \text{m}^2 \approx 0,0119 \, \text{m}^3/s \] Agora, vamos analisar as alternativas: A) v = 0,19 m/s e Q = 0,012 m³/s. B) v = 0,22 m/s e Q = 0,014 m³/s. C) v = 0,34 m/s e Q = 0,036 m³/s. D) v = 0,45 m/s e Q = 0,092 m³/s. E) v = 0,85 m/s e Q = 0,054 m³/s. A alternativa que mais se aproxima dos nossos cálculos é a A) v = 0,19 m/s e Q = 0,012 m³/s. Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

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