Fundamentos de Física 9ª Edição Vol 2 - Halliday 2 ED 9 (em cores)

74 CAPITULO 14
"TESTE 3
\ tl!!t11.1 1110,tr,) 11111 cncana1ncnto e indica a vazao (crn crn 1 /s) e ll sentido
~
Jl) c,l·l 1 :11ncnto cn1 todos os canos, exceto un1. Quais i;áo a vazão e o scntidl,
dú c,i:l,arncnto nesse cano?
. ,111c 11111
conl a Jlq. l•l-2'l, a 111c1,sc1 q11e r nlr a 1111 ·ll
de 111h11 d.i l·rg. 11 15 por
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- ,
• ... · Exemplo ·
Largura do jato de água de uma torneira
A Fig. 14-18 mostra que o jato de água que sai de uma
ton1eira fica progressivamente mais fino durante a queda.
Essa variação da seção reta horizontal é característica
de todos os jatos de água laminares (não turbulentos) em
queda livre porque a força gravitacional aumenta a velocidade
da água. As áreas das seções retas indicadas são
A0 = 1,2 cm 2 e A = 0,35 cm 2 . Os dois níveis estão separados
por uma distância vertical h = 45 mm. Qual é a vazão
da torneira?
J--.._. ...... ~
T - Ao
h
l - A
A vazão aqui
é igual ...
... à vazão aqui.
Figura 14-18 Quando a água cai de uma torneira, a
velocidade da água aumenta. Como a vazão é a mesma
em todas as seções retas horizontais, o jato de água fica
progressivamente mais estreito.
---
· IDEIA-CHAVE . .
A vazão na seção reta maior é igual à vazão na seção reta
menor.
Cálculos De acordo com a Eq. 14-24, temos:
A 0 v 0 = Av, (14-26)
onde v 0 e v são as velocidades da água nos níveis correspondentes
a A 0 e A. De acordo com a Eq. 2-16, também
podemos escrever, já que a água cai livremente com aceleração
g,
v 2 = vã + 2gh. (14-27)
Combinando as Eqs. 14-26 e 14-27 para eliminar v e explicitando
v 0 , obtemos
v = / 2ghA 2
o \J A 5 - A 2
-
(2)(9,8 m/s )(0,045 m)(0,35 cm )
(1,2 cm 2 ) 2 - (0,35 cm2) 2
= 0,286 m/s = 28,6 cm/s.
De acordo com a Eq. 14-24, a vazão Rv é, portanto,
Rv = A ovo = (1,2 cm 2 )(28,6 cm/s)
= 34 cm 3 /s. (Resposta)
14-1 O A Equação de Bernoulli
A Fig. 14-19 mostra um tubo através do qual um fluido ideal escoa com vazão const~nte.
Supo~ha que, em um intervalo de tempo flt, um volume  v do fluido, de cor 1
v1olet~ na Fig. 14-19, entra p.ela extremidade esquerda (entrada) do tubo e um volume
igual, .de co~ verde na Fig. 14-19, sai pela extremidade direita (saída) do tubo.
Como o fluido é incompressível, com uma massa espec'fi t t
que sai · e , 1gua · 1 ao volume que entra.
i 1ca cons an e p, volume
O
Sejam )',, v, e Pi a altura, a velocidade e a pressão do fluido que entra do lado
esquerdo e )' 2 , v 2 e p 2 os valores correspondentes do flu ·d · d do direito.
A l. d fl ·d 1 · 1 o que sai o 1 a
p 1can o ao u1 o a e1 de conservação da energi·a v
es valores
estao - relacionados . através da equação , amos mostrar que ess
(14-28)