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Enunciado

Física - Randall D. Knight - Termodinâmica Óptica- Ed: 2º - Capítulo 15.Exercícios e Problemas - Ex. 62

Água que sai de uma torneira com 16 mm de diâmetro enche inteiramente uma garrafa de 2,0 L em 10 s. A que distância abaixo da torneira o fluxo de água estreita para 10 mm de diâmetro?

Passo 1

Fala pessoal, tudo certinho? vamos responder mais uma questão, então prepara o material e vamos responder!!!

Primeiro vamos encontrar a velocidade da água na torneira, com isso temos que

v 1 = Q A 1 = 4 V π d 1 2 t

Substituindo os valores, temos

v 1 = 4 ∙ 0,002 π ∙ 0,016 2 ∙ 10 = 1,00   m / s

Onde t = 10   s para preencher o volume de 2 L com água, agora, nós já podemos encontrar v 2 como

v 2 A 2 = v 1 A 1

Expandindo os termos, nós obtemos a seguinte configuração (isolando o v 2 obviamente)

v 2 = v 1 A 1 A 2 = v 1 π d 1 2 4 π d 2 2 4

Substituindo os valores numéricos, temos que:

v 2 = 0,016 2 0,01 2 = 2,56   m / s

Este aumento de velocidade será devido à aceleração gravitacional. Portanto, podemos usar a seguinte fórmula para encontrar

v 2 2 = v 1 2 + 2 g h

Sim, essa fórmula da cinemática mesmo, agora, vamos isolar o h

h = v 2 2 - v 1 2 2 g = 2,56 2 - 1 2 2 ∙ 9,8 = 28,3   c m

Resposta

h = 28,3   c m

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