A água flui para o tanque através de um tubo retangular. Se a velocidade média do escoamento da água no tubo é de
, determine a vazão do escoamento no tubo retangular em L/s.
Passo 1
O enunciado fornece as seguintes informações e pede isto:
- Informação dada: a velocidade média do escoamento é
. - Informação dada: o tubo tem seção transversal retangular (isto significa que a área da seção é a área de um retângulo).
- Pergunta: determinar a vazão do escoamento no tubo retangular em L/s.
Observação importante: o enunciado não fornece as dimensões da seção retangular (largura e altura). Essas dimensões são essenciais para calcular a vazão numérica. Vou seguir explicando passo a passo como se resolve esse tipo de problema e mostrar a fórmula geral; no final explico por que, sem as dimensões, não é possível obter um valor numérico único.
Passo 2
Conceito-chave: vazão volumétrica.
- A vazão volumétrica
(o volume de fluido que passa por uma seção por unidade de tempo) é dada pela fórmula
onde:
-
é a vazão volumétrica (unidade no SI: ), -
é a área da seção transversal do tubo (unidade no SI: ), -
é a velocidade média do fluido na seção (unidade: ).
Explicação didática: pense assim — se uma coluna de fluido de seção
avança uma distância
em cada segundo, o volume que passou por ali em 1 s é
vezes essa distância, ou seja
. Simples e direto.
Passo 3
Área da seção retangular.
- Para seção retangular, a área
é produto da largura pela altura :
onde
e
devem estar em metros para ficar consistente com
em
. Logo, substituindo em
,
Aqui:
-
= largura do retângulo ( ), -
= altura do retângulo ( ).
Passo 4
Unidades e conversão para
.
- Com
em e em , sai em . - Para converter de
para usamos . Portanto:
Essa é a expressão que você deve usar na prova: calcule
(em
), multiplique por
(em
) para obter
e depois multiplique por
para obter
.
Passo 5
Exemplo numérico ilustrativo (apenas para treinar a técnica — não invente na prova, peça os dados ou leia na figura).
- Suponha que a seção retangular tenha
e . Então: -
-
- Convertendo para L/s:
-
- Comentário: esse cálculo mostra o procedimento completo passo a passo. Na prova, você deve fazer exatamente isso, usando os valores reais de
e do enunciado/figura.
Passo 6
Dicas práticas para a prova (para você não travar):
- Primeiro passo: identifique claramente
e a área da seção. Se a seção for composta (mais de um retângulo, círculos etc.), calcule a área total primeiro. - Sempre verifique unidades: se
ou estiverem em cm ou mm, converta para metros antes de multiplicar por . - Lembre-se de converter
para multiplicando por . - Se na figura estiverem dadas dimensões em outras unidades, faça a conversão antes de multiplicar.
Passo 7
Conclusão sobre o enunciado que você me enviou:
- Como o enunciado não especifica as dimensões da seção retangular (ou não incluiu a figura com essas dimensões), não há como calcular um valor numérico único para a vazão. Só é possível fornecer a expressão geral que relaciona velocidade e dimensões.
Resposta
Não é possível determinar numericamente a vazão porque faltam as dimensões da seção retangular. A expressão geral é