Um grande tanque é cheio com água até 15m de altura. Um bico localizado a 10,0 m acima do fundo do tanque é então aberto, como mostrado na figura abaixo. Com que velocidade a água deixa o bico?

  1. 3,1   m / s
  2. 17,0   m / s
  3. 14,0   m / s
  4. 31,0   m / s
  5. 9,9   m / s

Use: g = 9,8 m / s 2

Passo 1

Basta a gente aplicar Bernoulli entre o ponto de saída e a superfície do tanque.

Mas nesse momento, você precisa notar algumas coisas:

A pressão na abertura do tanque vale P a t m . Além disso, a pressão na saída do tubo também é P a t m , visto que estamos analisando um ponto logo na saída do tubo.

Além disso, consideramos que a velocidade do fluido na superfície do tanque é nula.

Passo 2

Assim:

P 1 + ρ v 1 2 2 + ρ g h 1 = P 2 + ρ v 2 2 2 + ρ g h 2

P a t m + ρ 0 2 2 + ρ g h 1 = P a t m + ρ v 2 2 2 + ρ g h 2

ρ v 2 2 2 = ρ g h 1 - h 2 → v 2 = 2 g h 1 - h 2

Aplicando os valores:

v 2 = 2 . 9,8 15 - 10 ≅ 9,9 m / s

Resposta

e)

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