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Enunciado

Física - Alonso e Finn - Mecânica- Ed: 2º - Capítulo 9.Problemas - Ex. 61

Um tubo horizontal tem uma seção transversal de 10 cm2 numa região e de 5 cm2 em outra região. A velocidade da água na primeira é 5 m · s·' e a pressão na segunda é 2 x 105 N · m·2. Procure (a) a velocidade da água na segunda região e a pressão da água na primeira região, (b) a quantidade de água que atravessa uma seção em um minuto, (c) a energia total por quilograma de água.

Passo 1

Faala galera!! Vamos encontrar a velocidade da água na segunda região e a pressão da água na primeira região, baseando-se na equação:

v 2 = A 1 / A 2 * v 1 = 10 / 5 * 5 = 10   m / s

Para a pressão:

p 1 = p 2 + 3 / 2 * p v 1 ² = ( 2 * 1 0 5 + 3 / 2 * 1 0 3 ) = 2,375 * 1 0 - 5   N / m ²

Passo 2

Sabemos que:

v = A 1 * v 1 = 10 * 1 0 - 4 * 5 / 360

Assim, encontramos a quantidade de água que atravessa a seção em um minuto, tendo:

V = 300   L / m i n

Passo 3

Por fim, temos em c que a energia total por quilograma de água pode ser dada como:

E t o t a l / k g = ( 1 / 2 * p * v ² ) / p = 1 / 2   v ² + p / p

Assim, em qualquer um dos pontos teremos a mesma razão. Vamos realizar para o primeiro ponto:

E t o t a l / k g = ( 2 5 / 2 ) + 2,375 / 1 0 3 / 1 0 5 = 250   J / k g

Resposta

v 2 = 10   m / s e p 1 = 2,375 * 1 0 - 5   N / m ²

V = 300   L / m i n

E t o t a l / k g = 250   J / k g

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