Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 14º - Capítulo 14.Problemas - Ex. 78
Seu tio está na cabine inferior de seu barco enquanto você está pescando próximo da água. Um arpão errante faz um pequeno furo no casco do barco, e a água começa a escorrer para dentro da cabine. (a) Se o furo está a abaixo da superfície d'água e possui área de , quanto tempo levará para que de água entrem no barco? (b) Você precisa levar em consideração o fato de que o barco afunda mais lentamente na água à medida que a água entra?
Passo 1
E aí meus queridos? Tudo certinho?
“Operador! Me dê o número do responde ai!.... Preciso resolver essa questão”
Para essa questão iremos utilizar os conhecimentos dos conceitos sobre a equação de Bernoulli e cálculo sobre vazão volumétrica.
- Partindo da equação de Bernoulli, iremos aplicar a mesma para o calculo da velocidade com que a água entra no barco:
- Ao analisar a situação que o barco afunda mais lentamente enquanto a água vai entrando, é possível identificar que a velocidade vai variando com o aumento da profundidade. Tendo em vista que, o barco afunda mais lentamente, a variação da velocidade é cada vez menor.
Passo 2
Para que entre um volume de 10 L, o tempo necessário é de
Portanto, o tempo necessário para que entre 10 L no barco é de .
Passo 3
Portanto, não é necessário considerar a variação menor da altura com a entrada contínua de água no barco.
"Se algo é difícil de fazer, vale a pena ser feito!"
Resposta
- Portanto, o tempo necessário para que entre 10 L no barco é de .
- Portanto, pode se concluir que, não é necessário considerar o fato que o barco afunda mais vagarosamente a medida que a água cai.