Em um canal retangular a descarga é de
, por metro de largura. Calcular: (a) a energia específica para uma profundidade de 2 m ;
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um problema de hidráulica de canais. O enunciado diz que em um canal retangular, a descarga é de
por metro de largura. A gente precisa calcular a energia específica para uma profundidade de 2 metros. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de descarga, profundidade e energia específica em canais abertos.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é descarga. A descarga (
) é a quantidade de água que passa por um ponto do canal por segundo. No caso do canal retangular, a descarga por metro de largura é dada por:
onde:
-
é a velocidade da água, -
é a largura do canal (que aqui consideramos 1 metro, já que a descarga é por metro de largura), -
é a profundidade da água.
Mas como queremos encontrar a energia específica, precisamos usar a definição dessa energia.
Passo 3
A energia específica (
) é a energia por unidade de peso da água em relação ao leito do canal. Para um canal retangular, a energia específica é dada por:
onde:
-
é a profundidade da água, -
�� a velocidade da água, -
é a aceleração da gravidade ( ).
Então, nosso objetivo é encontrar
quando
.
Passo 4
Primeiro, vamos encontrar a velocidade (
) usando a fórmula da descarga. Sabemos que:
Como
,
e
, podemos rearranjar a fórmula para encontrar
:
Passo 5
Agora que temos a velocidade, vamos calcular a parte da energia específica que vem da velocidade:
Passo 6
Por fim, somamos a profundidade
com esse valor para encontrar a energia específica:
Resposta
A energia específica para uma profundidade de 2 metros é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
A descarga através de um canal retangular
de
de largura é de
quando a declividade é de
. O escoamento é subcrítico ou supercrítico?
Um canal retangular transporta
. Determinar a profundidade crítica (yc) e a velocidade crítica vc para: © Que declive deverá produzir a velocidade crítica em (a) se
?
Um tubo de esgoto de
de diâmetro transporta
à altura (y) de
. Qual a energia específica?
A água está escoando numa velocidade de
com uma profundidade de
, em um canal de seção retangular. Encontre a mudança na profundidade e no nível absoluto da água produzida por: (a) Uma ascensão gradual do fundo do canal, com espessura de 0,15
;