Quando uma torneira é aberta, observa-se que o fluxo de água que sai dela tende a afinar-se. Esse fenômeno pode ser explicado por meio:
a) Do atrito da água
b) Da conservação da energia mecânica
c) Da equação da continuidade
d) Das forças intermoleculares presentes na água
e) Das ligações de hidrogênio na água
a) Do atrito da água
b) Da conservação da energia mecânica
c) Da equação da continuidade
d) Das forças intermoleculares presentes na água
e) Das ligações de hidrogênio na água
Passo 1
Então, a gente tem uma torneira que, quando aberta, faz com que o fluxo de água que sai dela fique mais fino. Vamos resolver isso entendendo de onde vem esse afinamento. Pra isso, vamos usar a física dos fluidos, especificamente a equação da continuidade. Essa equação ajuda a explicar como a velocidade e a área de passagem do fluido estão relacionadas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é a equação da continuidade. Basicamente, ela diz que, para um fluxo de fluido incompressível (como a água), o produto da área pela velocidade é constante em diferentes pontos do fluxo. A fórmula fica assim:
Onde:
- $ A_1 $ e $ A_2 $ são as áreas das seções pelo qual a água passa.
- $ v_1 $ e $ v_2 $ são as velocidades da água nessas seções.
Passo 3
No caso da torneira, quando a água sai, a área pela qual ela passa diminui. Se $ A_2 $ for menor que $ A_1 $, para que a equação da continuidade seja satisfeita, $ v_2 $ precisa ser maior que $ v_1 $. Isso significa que a água sai com mais velocidade e, por isso, o fluxo parece mais fino.
Passo 4
Portanto, o afinamento do fluxo de água ao sair da torneira acontece porque a equação da continuidade está em ação, garantindo que, mesmo com a redução da área de passagem, a quantidade de água que sai por segundo se mantenha constante aumentando a velocidade.
Resposta
c) Da equação da continuidade