Um tanque grande aberto para a atmosfera é preenchido com água até uma altura de 5 m da saída da torneira. Uma torneira próxima à parte inferior do taque é aberta, e a água escoa para fora da torneira de maneira suave. Determine a velocidade da água na saída.
(Resposta:
).
(Resposta:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre um tanque grande aberto para a atmosfera, cheio de água até 5 metros acima da saída da torneira. Queremos descobrir quão rápido a água sai dessa torneira. Para resolver isso, vamos usar um conceito da Física relacionado à velocidade de escoamento de líquidos, que envolve a gravidade.
Passo 2
Primeiro, precisamos lembrar da Lei de Torricelli, que nos diz que a velocidade da água saindo de uma abertura em um tanque é igual à velocidade que um objeto teria caindo de uma altura igual à altura do nível da água acima da abertura. A fórmula da Lei de Torricelli é:
Onde:
-
é a velocidade da água na saída, -
é a aceleração da gravidade (aproximadamente ), -
é a altura da coluna de água acima da saída.
Passo 3
Agora, vamos identificar os valores que temos:
-
(altura da água acima da torneira), -
.
Passo 4
Vamos substituir esses valores na fórmula:
Primeiro, multiplicamos os valores dentro da raiz:
Então, tiramos a raiz quadrada de 98:
Resposta
A velocidade da água na saída da torneira é aproximadamente
.
Exercícios relacionados
Em uma usina hidrelétrica,
de água fluem de uma elevação de 120 m para uma turbina, onde a energia elétrica é gerada. A perda de carga irreversível total no sistema de tubulação do ponto 1 ao ponto 2 (excluindo a unidade de turbina) é determinada como sendo 35 m . Se a eficiência global da turbinagerador for de 80 por cento, estime a saída de energia elétrica produzida. (Resposta: 66,7 MW).
Ar a 2 atm e
é aquecido ao passar através de um tubo de 1 in com
.
Calcule o calor transferido por unidade de comprimento do tubo, sendo a temperatura da parede mantida a acima da temperatura do ar ao longo do comprimento do tubo.
Calcule o calor transferido por unidade de comprimento do tubo, sendo a temperatura da parede mantida a
Ar a
e 1 atm escoa sobre uma placa plana a
. A placa tem 75 cm de comprimento e é mantida a
. Admitindo profundidade unitária na direção z, calcule o calor transferido pela placa.
Resp. q W.
Resp. q
Água a
escoa num tubo de 1 in de diâmetro com velocidade média de
. Calcule a temperatura de saída da água se o tubo tem 3 m de comprimento e a temperatura da parede é mantida constante a
.
Resp. Ts .
Resp. Ts