Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 14.Problemas Desafiadores - Ex. 96
Um grande tanque de diâmetro D está aberto para a atmosfera e contém água até uma altura H. Um pequeno orifício com diâmetro d(d
Passo 1
Use a velocidade do efluxo para calcular a taxa de fluxo de volume e integrar para encontrar o tempo para todo volume de água a sair do tanque.
Quando o nível da água está a uma altura acima da abertura, a velocidade do efluxo é
E
Passo 2
À medida que o tanque drena, a altura diminui e
Isto é uma equação diferencial separável, e o tempo para drenar o tanque é encontrado em
Qual integra-se a
Ou
Passo 3
Embora a vazão do volume se aproxime de zero quando o tanque é drenado, ela esvazia em uma quantidade finita de tempo. Dobrar a altura do tanque dobra o volume de água no tanque, mas aumenta o tempo de drenagem apenas um fator de .
Resposta
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