A cota piezométrica do escoamento em uma seção de um conduto forçado é dada pela soma da carga de pressão e da carga de posição. A carga de posição é a elevação acima:
a) do topo da tubulação;
b) de um plano de referência horizontal;
c) do centro da tubulação;
d) da parte inferior da tubulação.
a) do topo da tubulação;
b) de um plano de referência horizontal;
c) do centro da tubulação;
d) da parte inferior da tubulação.
Passo 1
O enunciado pergunta: “A cota piezométrica do escoamento em uma seção de um conduto forçado é dada pela soma da carga de pressão e da carga de posição. A carga de posição é a elevação acima:” e apresenta quatro alternativas:
a) do topo da tubulação;
b) de um plano de referência horizontal;
c) do centro da tubulação;
d) da parte inferior da tubulação.
Informações relevantes dadas: a cota (ou carga) piezométrica é definida como a soma da carga de pressão e da carga de posição.
a) do topo da tubulação;
b) de um plano de referência horizontal;
c) do centro da tubulação;
d) da parte inferior da tubulação.
Informações relevantes dadas: a cota (ou carga) piezométrica é definida como a soma da carga de pressão e da carga de posição.
Passo 2
Vamos escrever a definição matemática e explicar o que cada termo significa. A cota (ou carga) piezométrica é dada por
onde:
-
é a pressão no ponto considerado (força por unidade de área); -
é o peso específico do fluido (peso por unidade de volume); -
é a carga de posição (ou elevação), que representa a altura do ponto acima de um plano de referência escolhido.
Passo 3
Explicando a carga de posição
: ela corresponde à energia potencial por unidade de peso do fluido, ou seja, é a altura vertical do ponto em relação a um plano de referência. Energia potencial gravitacional depende apenas da coordenada vertical; por isso a carga de posição é sempre medida como uma elevação (distância vertical) em relação a um plano de referência horizontal.
Passo 4
Por que não é “topo”, “centro” ou “fundo” da tubulação especificamente? Essas são posições relativas à geometria da tubulação (podem ser úteis em alguns problemas), mas a definição clássica de carga de posição não fixa um elemento geométrico da tubulação como referência — ela usa um plano de referência horizontal arbitrário (o datum). Se eu escolher o datum no topo da tubulação, então
será medido a partir desse plano; se eu escolher o datum no fundo,
muda, mas a forma da fórmula
se mantém. Portanto a definição correta é que
é medido em relação a um plano de referência horizontal, não necessariamente ao topo/centro/fundo da tubulação.
Passo 5
Resumo conceitual e exemplo rápido para fixar: suponha um ponto A com pressão
e altura
medida a partir de um plano de referência horizontal escolhido. A carga piezométrica em A é
. Se eu mudar o plano de referência para outro paralelo (outro plano horizontal), o valor numérico de
muda, mas ao comparar cargas piezométricas entre pontos eu uso sempre a mesma referência — por isso dizemos que a carga de posição é “a elevação acima de um plano de referência horizontal”.
Resposta
b) de um plano de referência horizontal.