Diferenciar escoamento permanente e transiente. Discutir a mudança de um escoamento transiente a permanente pela simples troca de referencial.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Estamos falando sobre escoamento permanente e escoamento transiente, que são conceitos da hidrodinâmica. Para resolver isso, vamos precisar entender as definições desses tipos de escoamento e como a mudança de referencial pode transformar um escoamento transiente em permanente.
Passo 2
Vamos começar definindo escoamento permanente. Esse tipo de escoamento é aquele em que as propriedades do fluido (como velocidade, pressão e densidade) não mudam com o tempo em nenhum ponto do fluido. Em outras palavras, o escoamento é constante ao longo do tempo.
Passo 3
Agora, vamos definir escoamento transiente. Diferente do permanente, no escoamento transiente, as propriedades do fluido variam com o tempo em pelo menos um ponto do fluido. Isso significa que o escoamento está mudando, ou “transitando”, de um estado para outro.
Passo 4
Para diferenciar claramente, podemos usar a equação da continuidade da massa. No escoamento permanente, a derivada temporal das propriedades é zero:
Já no escoamento transiente, essa derivada não é zero:
Isso mostra que no escoamento permanente, as propriedades não mudam com o tempo, enquanto no transiente, elas mudam.
Passo 5
Agora, vamos discutir como a troca de referencial pode transformar um escoamento transiente em permanente. A troca de referencial implica observar o escoamento de um ponto de vista diferente, geralmente movendo-se com o fluido. Ao fazer isso, podemos eliminar a variação temporal percebida, fazendo com que o escoamento pareça permanente.
Passo 6
Por exemplo, se observamos um rio de um barco em movimento constante com a corrente, as condições ao nosso redor parecem estáveis, mesmo que, no referencial da margem, o escoamento possa ter variações. Assim, a simples troca de referencial pode fazer com que um escoamento originalmente transiente seja percebido como permanente.
Resposta
Em resumo, o escoamento permanente é caracterizado por propriedades constantes no tempo, enquanto o transiente possui propriedades que variam temporalmente. Através da troca de referencial, é possível que um escoamento transiente seja percebido como permanente, adaptando a observação para eliminar as variações temporais percebidas.
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).
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b) Determinar a espessura da camada de água (à ), escoando em uma parede de 1,0 metro de largura com uma taxa de 100,0 litros
.
a) Mostrar que a velocidade média do líquido é
b) Determinar a espessura da camada de água (à