Qual é o trabalho realizado pela pressão para fazer passar
de água por um cano com um diâmetro interno de 13 mm se a diferença de pressão entre as extremidades do cano é
?
24. Dois tanques, 1 e 2, ambos com uma grande abertura na parte superior, contêm líquidos diferentes. Um pequeno furo é feito no lado de cada tanque à mesma distância
abaixo da superfície do líquido, mas o furo do tanque 1 tem metade da seção reta do furo do tanque 2. (a) Qual é a razão
entre as massas específicas dos líquidos se a vazão mássica é a mesma para os dois furos? (b) Qual é a razão
entre as vazões dos dois tanques? (c) Em um dado instante, o líquido do tanque 1 está
acima do furo. A que altura acima do furo o líquido do tanque 2 deve estar nesse instante para que os tanques tenham vazões iguais?
24. Dois tanques, 1 e 2, ambos com uma grande abertura na parte superior, contêm líquidos diferentes. Um pequeno furo é feito no lado de cada tanque à mesma distância
Passo 1
O enunciado traz dois problemas distintos.
Qual é o trabalho realizado pela pressão para fazer passar
de água num cano de diâmetro interno
com diferença de pressão de
. O conteúdo aqui é o trabalho de uma força de pressão:
(a) encontrar
(b) achar
(c) dado
Passo 2
Para o trabalho de pressão usamos
Aqui
e
.
Passo 3
Calculando o valor numérico:
Passo 4
Agora o problema dos tanques. Para um furo de área
a vazão mássica é
E a vazão volumétrica é
Como os furos ficam à mesma profundidade
, ambos têm a mesma velocidade
.
Passo 5
(a) Se
então
Como
, temos
Passo 6
(b) A razão das vazões volumétricas é
Passo 7
(c) Queremos
em instantes em que os níveis são
e
. Assim
Com
, vem