O nível de água contida em uma caixa dágua aberta à atmosfera se encontra 10 m acima do nível de uma torneira. Determine a pressão de saída da água na torneira. Dados: gammaH2 O=10000 N / m^3, g= 10 m / s^2.

Passo 1

Beleza, o enunciado diz que a água de uma caixa d’água aberta está 10 m acima da torneira e pede pra gente achar a pressão na saída da torneira. Isso é um problema de hidrostática (parte da Mecânica dos Fluidos).
O que precisamos:
  • Entender o peso específico do fluido, que é .
  • Saber que, em um líquido em repouso, a pressão a uma profundidade vale .

Passo 2

Teoria na prática:
  1. Peso específico p = gamma , h, é a força peso por volume: . Aqui já nos deram .
  2. A fórmula básica da pressão hidrostática é
onde
  • é a pressão extra além da atmosférica (em Pa),
  • é o peso específico (N/m³),
  • é a altura da coluna de líquido (m).

Passo 3

Agora é só colocar os números:
gamma = 10,000 N/m^3, h = 10 m
Logo,
p = gamma,h = 10,000 Nm^3 times 10 m = 100,000 Pa

Passo 4

Só pra deixar claro:
  • também é igual a .
  • Isso é só a pressão devido à coluna de água; como a torneira tá aberta, a pressão absoluta lá fora é , mas aqui a gente costuma falar na “pressão de saída” como esses extras.

Resposta

A pressão de saída da água na torneira é
boxed100,000 Pa (ou 100 kPa)

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