(IDECAN/IFPA, PROFESSOR DE FÍSICA, EDITAL 01/2025) Um tubo horizontal de seção variável conduz água (massa específica
) em escoamento laminar. A seção reta do tubo varia de
para
. A diferença de pressão entre a parte larga e a parte estreita do tubo é de 5000 Pa . A vazão volumétrica
da água, em
, é de aproximadamente:
(a)
.
(b)
.
(c)
.
(d)
.
(e)
.
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
Passo 1
O enunciado descreve um escoamento laminar de água num tubo horizontal cuja área se reduz de
para
. A diferença de pressão entre a seção larga e a estreita é
. Precisamos usar a equação da continuidade e o teorema de Bernoulli para determinar a vazão volumétrica
.
Passo 2
Pela continuidade, a vazão volumétrica
(que é
) satisfaz
logo
Passo 3
Pela equação de Bernoulli em regime estacionário e horizontal, sem perdas, temos
e portanto
Passo 4
Substituindo
e
em
, obtemos
Isolando
,
Passo 5
Substituindo numéricos:
,
,
Passo 6
Em unidades de
, a vazão é aproximadamente
. Das opções dadas, a mais próxima é
Resposta
(b)