8.3 Calcular a vazão e velocidade críticas para um canal trapezoidal com largura da base de 4,00 \mathrm{~m} e taludes 4(\mathrm{H}): 1(\mathrm{~V}).

Passo 1

O enunciado pede para calcular a vazão crítica Q_c e a velocidade crítica V_c em um canal trapezoidal de base b=4{,}00\\ \mathrm{m} e taludes laterais de razão 4\!:\!1 (isto é, z=4). Para determinar numericamente Q_c e V_c é preciso conhecer a profundidade crítica y_c ou o escoamento específico q_c=Q_c/B ou ainda uma lâmina de energia ou uma inclinação do canal.

Passo 2

Em escoamento crítico usamos as fórmulas gerais
A = b\,y + z\,y^2,\quad T = b + 2\,z\,y,
V_c = \sqrt{\frac{g\,A_c}{T_c}},\qquad Q_c = A_c\,V_c = A_c\,\sqrt{\frac{g\,A_c}{T_c}}.
Mas para obter valores numéricos precisamos de y_c, que só é determinado se tivermos:
– a profundidade crítica y_c (dada ou obtida a partir da energia específica),
– ou a vazão Q ou escoamento específico q,
– ou a declividade do canal e um coeficiente de atrito (por exemplo, Manning).

Passo 3

Nenhum desses dados (profundidade, declividade ou atrito) foi fornecido no enunciado. Portanto não há como obter y_c numericamen­te, e sem y_c não podemos calcular números para Q_c nem para V_c.

Resposta

Não é possível calcular numericamente a vazão crítica Q_c nem a velocidade crítica V_c com os dados fornecidos, pois falta a profundidade crítica ou qualquer informação (declividade, coeficiente de atrito ou lâmina de energia) que permita determinar y_c.

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