Enunciado

O tratado Hydrodynamica, de Daniel Bernoulli, de 1738, contém muitos esquemas excelentes de padrões de escoamento relacionados com a sua equação sem atrito. Um deles, porém, redesenhado na Figura P3.155, parece fisicamente inconsistente. Você poderia explicar o que há de errado com a figura?

Passo 1

Para resolver esse exercício só temos que esclarecer algumas coisas. Primeiro, vamos considerar que o tubo está completamente aberto e que o atrito é nulo. Com isso em mente, a pressão que atua sobre o tubo é a mesma que atua no tanque, ou seja, a pressão atmosférica, uma vez que ambos estão abertos à superfície. Oras, se ambos possuem a mesma pressão o fluido não subirá pelo tubo como mostrado na imagem.

Mais uma coisa que podemos citar é que a velocidade do jato que sai pelo orifício na tubulação é aproximadamente V ≈ 2 g h e deveria subir até, aproximadamente, a mesma altura do fluido no tanque.

Resposta

Os principais erros na imagem são que ela mostra fluido subindo pelo tubo, o que é impossível, considerando que ambos, tubo e tanque, estão abertos à superfície e que a altura que o jato atinge deveria ser aproximadamente a altura do fluido no tanque.

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