Origem do Exercício
Um sifão é um aparelho utilizado para remover líquido de um recipiente. Seu funcionamento é mostrado na figura ao lado. O tubo precisa estar inicialmente cheio e, a partir daí, o líquido fluirá através do tubo até que o nível do líquido no recipiente esteja abaixo da abertura . O líquido tem densidade ρ, viscosidade desprezível e a pressão atmosférica é . O volume do recipiente é muito maior que o do tubo. Baseado nessas informações escolha a alternativa correta.
a) A velocidade do líquido em é menor que a velocidade em
b) A velocidade com que o líquido sai do tubo em é
c) A pressão em é maior que a pressão em
d) A pressão em é nula
e) A pressão em
Passo 1
Vamos analisar uma por uma:
- Não. Intuitivamente, a velocidade no ponto é bem menor que em . Por que? Porque de pra o fluido está sendo acelerado pela gravidade, logo, sua velocidade tende a aumentar.
Passo 2
b)
Podemos descobrir a velocidade em através da aplicação de Bernoulli entre e
Perceba que colocamos o referencial em , por isso a altura é nula ali. Além do mais, podemos considerar que já que a área do tanque é muito maior que a área do cano. E, por fim,
Assim:
Assim, a b) é a correta. Mas vamos ver as outras.
Passo 3
c)
Falsa: como vimos, as pressões são iguais, já que
d)
Falsa: a pressão em é nula apenas quando o sifão assume a altura máxima. Como nada foi dito sobre isso, não podemos afirmar que a pressão em é nula.
e)
Falsa. Na verdade, a pressão ali é dada por:
Resposta
b)