Um fluido passa por um tubo cuja seção reta varia conforme a figura abaixo. Em qual das seções ilustradas a pressão do fluido é mínima?
A pressão é sempre a mesma ao longo do tubo.
Passo 1
Para resolver essa questão precisamos relacionar a área do tubo com a pressão do fluido. De primeira vista não vemos nenhuma relação, certo?
Mas podemos relacionar a área com a velocidade do fluido, pelo principio da continuidade. Onde vimos que a vazão de um fluido não muda. Então:
Para manter a igualdade, se a área aumenta a velocidade deve diminuir e se a velocidade aumenta a área diminui.
Já relacionamos a área com a velocidade, mas e para relacionar a velocidade com pressão?
Para isso vamos usar a equação de Bernoulli e o fato de todos os estarem na mesma altura .
A equação de Bernoulli é escrita como:
Como todos os pontos estão na mesma altura , então a equação fica assim:
Então se a velocidade aumentar a pressão deve diminuir para a equação continuar sendo válida, e se a velocidade diminuir a pressão deve aumentar.
Beleza, encontramos todas as relações que precisamos.
Se a área aumenta a velocidade diminui, se a velocidade diminui a pressão aumenta. Então área maior igual à pressão maior.
Se a área diminui a velocidade aumenta, se a velocidade aumenta a pressão diminui. Então área menor igual à pressão menor.
Assim, teremos a menor pressão onde tivermos a menor área e temos a menor área no trecho .
Resposta
Alternativa