Em um canal retangular de largura de fundo igual a
e vazão de
, a altura normal para aquela vazão é de
. Determine quais são o regime de escoamento e a energia específica deste canal.
Passo 1
Beleza, o enunciado diz que temos um canal retangular com largura de fundo
, vazão
e altura normal (profundidade de escoamento uniforme)
. A tarefa é descobrir:
- Qual o regime de escoamento (subcrítico, crítico ou supercrítico).
- Qual a energia específica do escoamento, que é a energia por unidade de peso de água acima do fundo do canal.
Conteúdo necessário:
- Cálculo da velocidade média
a partir de e da área da seção. - Definição do número de Froude
e classificação do regime. - Fórmula da energia específica
.
Passo 2
Primeiro, determina a área da seção molhada e a velocidade média:
Área da seção:
Área da seção:
Velocidade média (porque
):
Passo 3
Agora vamos ao número de Froude, que serve pra dizer se o escoamento é subcrítico (
), crítico (
) ou supercrítico (
). A fórmula é
onde
e, em canal retangular, a profundidade hidráulica é igual a
.
Calculando:
Calculando:
Como
, o escoamento é subcrítico (calmo, controlado pela jusante).
Passo 4
Pra calcular a energia específica
, usamos:
Substituindo:
Resposta
Regime de escoamento: subcrítico (
)
Energia específica: .
Energia específica: