AGRUPAMENTO DE ESCOLAS DE DANIEL FARIA – BALTAR

Física 12º Ano

Questões Tipo Hidrodinâmica Ano Lectivo 2012/2013 Nome: ________________________________________ N.º ____

Definição de Caudal

1. Um líquido incompressível escoa através de uma mangueira cilíndrica de raio r e enche um recipiente de volume V em um intervalo de tempo ∆t. A velocidade média de escoamento do líquido é:

a) V/r.∆t b) V/2.π.r.∆t c) V/π.r2.∆t

d) V.π.r2.∆t e) V/π.r2/∆t Resolução: c Sabendo que o produto S.v corresponde ao caudal em volume ∆v/∆t, temos:

∆v/∆t = π.r2.v => v = V/(π.r2.∆t)

Equação da Continuidade

2. Considere duas regiões distintas do leito de um rio: uma larga A, com 200,0 m2 de área na secção transversal, onde a velocidade média da água é de 1,0 m/s; outra estreita B, com 40,0 m2 de área na secção transversal. Calcule: a) o caudal volumétrico do rio, em m3/s; b) a velocidade média da água do rio, em m/s, na região estreita B. Resolução: a) Caudal volumétrico: V/∆t = S.v = 200,0 m2.1,0 m/s => V/∆t = 200,0 m3/s b) Velocidade da água: S1.v1 = S2.v2 = 200,0.1,0 = 40,0.v2 => v2 = 5,0 m/s 3. Uma mangueira de jardim tem diâmetro interno de 1,8 cm e está ligada a um irrigador com 24 orifícios, cada um com diâmetro de 0,12 cm. Se a velocidade da água na mangueira é de 0,90 m/s, qual a sua velocidade ao sair dos orifícios? Resolução:

S1.v1 = 24. S2.v2 => π.r2.v1 = 24.π.r2.v2=> R2.v1 = 24.r2.v2=> (0,9)2.0,90 = 24.(0,06)2.v2 => v2 ≅ 8,4 m/s

Velocidade de Escoamento

4. Qual a velocidade da água através de um furo na lateral de um tanque, se o desnível entre o furo e a superfície livre é de 2 m?

Solução: Utilizando a equação de Bernoulli simplificada e considerando z1 = 2 m e g = 9,81 m/s2, podemos calcular a velocidade da água pela equação a seguir:

Equação de Bernoulli

(resolvido / a resolver na aula)

Coeficiente de Viscosidade

x

Nota que neste caso como a bolha está a subir a força resistente é para baixo e por isso contrária à impulsão. Quando um corpo desce num líquido impulsão e força resistente são ambas para cima.