Classifique, quanto à variabilidade no espaço e no tempo, os seguintes escoamentos:
a) Escoamento em uma sarjeta de uma rua durante uma chuva.
b) Escoamento em um longo canal prismático, de dimensões fixas, com declividade e rugosidade constantes.
c) Escoamento em um vale após o rompimento de uma barragem.
d) Escoamento com vazão constante no tempo em uma tubulação na qual a seção reta aumenta na direção do fluxo.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente classificar diferentes tipos de escoamentos quanto à variabilidade no espaço e no tempo. Isso faz parte da hidrodinâmica e da engenharia de rios. Para resolver, vamos precisar entender os conceitos de escoamento estacionário vs. não estacionário (variabilidade no tempo) e escoamento uniforme vs. não uniforme (variabilidade no espaço).

Passo 2

a) Escoamento em uma sarjeta de uma rua durante uma chuva.
Primeiro, durante uma chuva, a quantidade de água na sarjeta pode mudar conforme a intensidade da chuva varia ao longo do tempo. Isso indica variabilidade no tempo, ou seja, o escoamento é não estacionário.
Além disso, a água pode fluir mais rápido em alguns pontos e mais devagar em outros, especialmente se houver obstáculos ou variações na inclinação da rua. Isso mostra variabilidade no espaço, ou seja, o escoamento é não uniforme.

Passo 3

b) Escoamento em um longo canal prismático, de dimensões fixas, com declividade e rugosidade constantes.
Aqui, o canal tem características constantes ao longo de todo o seu comprimento: a inclinação (declividade) e a rugosidade são sempre as mesmas. Isso sugere que as condições do escoamento não mudam em diferentes pontos do canal, ou seja, variabilidade no espaço é uniforme.
Quanto ao tempo, se o vazão é constante e as condições não mudam ao longo do tempo, o escoamento é estacionário.

Passo 4

c) Escoamento em um vale após o rompimento de uma barragem.
Após o rompimento de uma barragem, a quantidade de água liberada pode variar rapidamente e de forma irregular no tempo, dependendo de como a barragem se rompe e como a água flui. Isso indica variabilidade no tempo, ou seja, o escoamento é não estacionário.
No espaço, o fluxo da água pode se espalhar de maneira irregular pelo vale, afetando diferentes áreas de formas variadas. Portanto, há variabilidade no espaço, tornando o escoamento não uniforme.

Passo 5

d) Escoamento com vazão constante no tempo em uma tubulação na qual a seção reta aumenta na direção do fluxo.
Aqui, a vazão sendo constante no tempo significa que não há variabilidade no tempo, ou seja, o escoamento é estacionário.
No espaço, como a seção reta da tubulação aumenta na direção do fluxo, a velocidade da água pode diminuir para manter a vazão constante ($ Q = A \times v $, onde $ A $ é a área da seção e $ v $ é a velocidade). Isso introduz variabilidade no espaço, tornando o escoamento não uniforme.

Resposta

a) Não estacionário e não uniforme.
b) Estacionário e uniforme.
c) Não estacionário e não uniforme.
d) Estacionário e não uniforme.

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