Um tanque aberto está cheio de água e um buraco é feito a uma profundidade de 4,00 metros da superfície. Usando as equações de Bernoulli e da continuidade, determine o que se pede abaixo.
a) ( 1,4 ponto) Se a área da parte aberta (superior) do tanque for muito maior que a área do buraco, qual a velocidade aproximada de saída da água no buraco?
b) ( 2,0 pontos) Se a área do buraco tem um quarto da área aberta do tanque, qual a velocidade de saída da água no buraco no instante em que ele é aberto?
Passo 1
O enunciado trata de um tanque aberto com um nível de água estático a uma profundidade de h=4{,}00 m abaixo da superfície, onde se faz um buraco. Vamos usar o princípio de Bernoulli entre a superfície livre e o orifício, e a equação da continuidade para ligar as velocidades na superfície v_1 e na saída v_2.
Passo 2
Para o caso (a), como a área da superfície A_1 é muito maior que a área do buraco A_2, a velocidade de descida da superfície v_1 pode ser desprezada v_1\approx0. Aplicando Bernoulli entre a superfície (ponto 1) e o orifício (ponto 2):