Ed
há 14 horas
Vamos resolver passo a passo. Dados: - Diâmetro na seção contraída (d1) = 100 mm = 0,1 m - Pressão na seção contraída (P1) = 10 mca (metros de coluna d'água) - Diâmetro na seção ampliada (d2) = 200 mm = 0,2 m - Pressão na seção ampliada (P2) = 14 mca - Diferença de altura (z2 - z1) = 2 m (ponto 2 está 2 m acima do ponto 1) - g = 9,8 m/s² - Regime permanente, sem perdas de carga --- Passo 1: Converter pressões para energia por unidade de peso (altura de coluna d'água já está em metros, então podemos usar diretamente). --- Passo 2: Calcular as áreas das seções: A1 = π * (d1/2)² = π * (0,1/2)² = π * 0,05² = π * 0,0025 ≈ 0,00785 m² A2 = π * (d2/2)² = π * (0,2/2)² = π * 0,1² = π * 0,01 ≈ 0,0314 m² --- Passo 3: Aplicar a equação de Bernoulli entre os dois pontos: P1/γ + v1²/(2g) + z1 = P2/γ + v2²/(2g) + z2 Onde: - P/γ é a pressão em metros de coluna d'água (mca) - v é a velocidade (m/s) - z é a altura (m) Sabemos: P1 = 10 m P2 = 14 m z2 - z1 = 2 m (z2 = z1 + 2) Rearranjando: P1 + v1²/(2g) + z1 = P2 + v2²/(2g) + z2 => (P1 - P2) + v1²/(2g) - v2²/(2g) = z2 - z1 => (10 - 14) + (v1² - v2²)/(2g) = 2 => -4 + (v1² - v2²)/(2g) = 2 => (v1² - v2²)/(2g) = 6 => v1² - v2² = 12g = 12 * 9,8 = 117,6 --- Passo 4: Aplicar a equação da continuidade: Q = A1 * v1 = A2 * v2 => v1 = (A2 / A1) * v2 = (0,0314 / 0,00785) * v2 = 4 * v2 --- Passo 5: Substituir v1 na equação do Bernoulli: v1² - v2² = 117,6 (4 v2)² - v2² = 117,6 16 v2² - v2² = 117,6 15 v2² = 117,6 v2² = 117,6 / 15 = 7,84 v2 = √7,84 = 2,8 m/s --- Passo 6: Calcular vazão Q: Q = A2 * v2 = 0,0314 m² * 2,8 m/s ≈ 0,0879 m³/s ≈ 0,088 m³/s --- Resposta correta: Velocidade no trecho maior (v2) = 2,8 m/s Vazão volumétrica (Q) = 0,088 m³/s Alternativa a) V= 2,80m/s e Q = 0,088m³/s.