Ed
há 2 meses
Vamos analisar o problema passo a passo. Dados: - Área da seção 1 (A1) = 100 cm² = 100 × 10⁻⁴ m² = 0,01 m² - Área da seção 2 (A2) = 50 cm² = 50 × 10⁻⁴ m² = 0,005 m² - Pressão no ponto 1 (P1) = 0,5 kgf/cm² = 0,5 × 98,0665 kPa = 49,03 kPa (aprox.) - Pressão no ponto 2 (P2) = 3,38 kgf/cm² = 3,38 × 98,0665 kPa = 331,5 kPa (aprox.) - Elevação no ponto 1 (z1) = 100 m - Elevação no ponto 2 (z2) = 70 m - Densidade da água (ρ) ≈ 1000 kg/m³ - Aceleração da gravidade (g) = 9,81 m/s² Queremos encontrar a vazão Q. Passo 1: Aplicar a equação de Bernoulli entre os pontos 1 e 2: P1/γ + z1 + v1²/(2g) = P2/γ + z2 + v2²/(2g) Onde γ = peso específico da água = ρg = 1000 × 9,81 = 9810 N/m³ Passo 2: Calcular as pressões em metros de coluna de água: P1/γ = 49030 / 9810 ≈ 5 m P2/γ = 331500 / 9810 ≈ 33,8 m Passo 3: Substituir na equação: 5 + 100 + v1²/(2×9,81) = 33,8 + 70 + v2²/(2×9,81) Simplificando: 105 + v1²/19,62 = 103,8 + v2²/19,62 105 - 103,8 = v2²/19,62 - v1²/19,62 1,2 = (v2² - v1²)/19,62 Multiplicando ambos os lados por 19,62: 1,2 × 19,62 = v2² - v1² 23,54 = v2² - v1² Passo 4: Relação de continuidade: Q = A1 × v1 = A2 × v2 → v2 = (A1/A2) × v1 = (0,01 / 0,005) × v1 = 2 × v1 Passo 5: Substituir v2 na equação: v2² - v1² = 23,54 (2 v1)² - v1² = 23,54 4 v1² - v1² = 23,54 3 v1² = 23,54 v1² = 23,54 / 3 ≈ 7,85 v1 = √7,85 ≈ 2,8 m/s Passo 6: Calcular Q: Q = A1 × v1 = 0,01 × 2,8 = 0,028 m³/s = 28 L/s Conclusão: A vazão é aproximadamente 28 L/s. Analisando as alternativas: I. 0,031 m³/s → 31 L/s (incorreto) II. 0,025 m³/s → 25 L/s (incorreto) III. 25 L/s (incorreto) IV. 28 L/s (correto) Resposta correta: b) Somente a alternativa IV é correta.