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: ).

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 ²),
  • 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),
  • ².

Passo 4

Vamos substituir esses valores na fórmula:
²
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 .

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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).
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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.
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.
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Resp. Ts .