Uma pessoa está transportando um galão de água, aberto no topo, aos andares superiores de um prédio usando um elevador. Quando o elevador inicia sua subida, com aceleração instantânea de
, surge um furo na lateral do galão, a uma profundidade de 12 cm da superfície. Determine a velocidade inicial com que a água começa a escoar através desse furo no instante em que ele aparece. Dê a resposta com 2 dígitos decimais e considere a aceleração da gravidade igual a
.
Passo 1
O enunciado descreve um galão aberto subindo com aceleração instantânea para cima. Nesse referencial não inercial, a água “sente” uma gravidade eficaz igual à soma da gravidade real e da aceleração do elevador. Vamos usar o princípio de Torricelli para um fluido em repouso num referencial acelerado, em que a velocidade de saída pelo furo, de profundidade
, é
Passo 2
Determinamos a gravidade eficaz
somando a gravidade real
com a aceleração do elevador
:
Passo 3
Aplicamos a fórmula de Torricelli com
e
:
Passo 4
Calculando numericamente:
Resposta
A água começa a escoar com velocidade inicial de aproximadamente
.