Que é um orifício afogado?
Como se calcula a velocidade num orifício afogado ?
Como se calcula a velocidade num orifício afogado ?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre o que é um orifício afogado e como calcular a velocidade nesse tipo de orifício. A gente vai precisar entender alguns conceitos de mecânica dos fluidos, especificamente sobre escoamento por orifícios. Vamos usar a equação de Bernoulli e a teoria dos escoamentos em orifícios para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é um orifício afogado. É basicamente um buraco ou abertura em uma estrutura (como uma barragem ou canal) que está totalmente submerso na água. Isso significa que a profundidade da água acima do orifício é suficiente para manter a saída do fluido sempre abaixo da superfície.
Passo 3
Agora, para calcular a velocidade do fluido que sai desse orifício afogado, usamos a Equação de Bernoulli, que relaciona a energia do fluido em diferentes pontos do escoamento. A equação simplificada para um orifício totalmente submerso é:
Onde:
-
é a velocidade do fluido -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ) -
é a profundidade da água acima do orifício
Passo 4
Vamos detalhar essa fórmula. A velocidade depende diretamente da raiz quadrada do produto de dois vezes a gravidade pela altura da coluna de água acima do orifício. Isso significa que quanto mais água tiver acima do orifício, maior será a velocidade do fluido saindo.
Passo 5
Para aplicar a fórmula, você precisa saber a profundidade
da água acima do orifício. Por exemplo, se a profundidade for
, a velocidade será:
Resposta
Um orifício afogado é uma abertura totalmente submersa em um fluido, como água, em que a profundidade da coluna de água acima do orifício mantém a saída do fluido abaixo da superfície. A velocidade do fluido nesse orifício é calculada pela fórmula:
onde
é a aceleração da gravidade e
é a profundidade da água acima do orifício.
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a)