Um canal retangular tem
de largura, coeficiente de Manning igual a 0,010 e transporta
de água em movimento uniforme. A declividade do fundo é igual a 10-4. Pede-se a profundidade crítica.
Passo 1
Então, o nosso exercício fala de um canal retangular com:
- largura
- coeficiente de Manning
- vazão
- declividade
Mas o que ele está pedindo é a profundidade crítica.
Conteúdo: dinâmica de canais abertos, em especial a condição crítica de escoamento, que envolve o número de Froude.
O que vamos precisar:
Conteúdo: dinâmica de canais abertos, em especial a condição crítica de escoamento, que envolve o número de Froude.
O que vamos precisar:
- Entender o que é o escoamento crítico (Froude
). - Saber a fórmula da profundidade crítica em canal retangular:
Passo 2
Primeiro, lembra do número de Froude
onde
é a velocidade média (
) e
a profundidade.
- Se
: escoamento subcrítico (águas lentas). - Se
: escoamento crítico (equilíbrio entre inércia e gravidade). - Se
: escoamento supercrítico (corrente rápida).
A profundidade crítica
é aquela em que
.
Passo 3
Agora, canal retangular:
- área
. - velocidade
.
Plugando no
:
Pra
, temos
Passo 4
É só colocar os números:
-
→ . -
→ . -
.
Logo,
Tirando a raiz cúbica:
Resposta
A profundidade crítica vale aproximadamente
.