Torneiras: Questões

Resolução Detalhada: Para calcular a vazão (Q) em L/s, usamos a fórmula Q = A × v, onde A é a área da seção da torneira. A área da torneira é dada por A = π × r². O raio (r) é a metade do diâmetro: r = 1 cm = 0,01 m. Portanto, A ≈ 3,14 × (0,01)² = 0,000314 m². A vazão é Q = 0,000314 m² × 3 m/s ≈ 0,000942 m³/s, ou aproximadamente 0,942 L/s.

Resolução Detalhada: A velocidade da água pode ser calculada utilizando a fórmula de Bernoulli, que relaciona pressão e velocidade. Dada a pressão (P = 10.000 Pa) e a densidade da água (ρ = 1000 kg/m³), temos v = √(2P/ρ) = √(2 × 10.000 / 1000) = √(20) ≈ 4,0 m/s.

Resolução Detalhada: Para calcular o total de água gotejando, precisamos primeiro saber quantas gotas caem em uma hora. Um total de 60 minutos corresponde a 3600 segundos. Se a torneira goteja a cada 2 segundos, ao longo de uma hora teremos 3600/2 = 1800 gotas. O volume total é dado por 1800 gotas × 0,05 mL/gota = 90 mL.

Resolução Detalhada: Para descobrir quanto de água pode ser fornecido, aplicamos a fórmula total = vazão × tempo. Assim, total = 1,5 L/min × 20 min = 30 L. Esse cálculo é fundamental para garantir a eficiência do uso da água.

Resolução Detalhada: Para encontrar a vazão, precisamos dividir o volume de água pelo tempo em segundos. Assim, temos 20 L / (10 min × 60 s/min) = 20 / 600 = 0,033 L/s, momento em que ocorre o fluxo da torneira.

Resolução Detalhada: Para calcular a pressão, usa-se a fórmula P = ρ × v²/2. Substituindo, temos P = 1000 kg/m³ × (1 m/s)² / 2 = 500 Pa. Este cálculo é muito importante para entender como a pressão é gerada pelo fluxo.

Resolução Detalhada: A pressão de saída é calculada multiplicando-se a pressão hidráulica pela eficiência percentual. Portanto, P saída = 5000 Pa × 0,90 = 4500 Pa. Este método é vital para o entendimento do fluxo dentro da torneira.

Resolução Detalhada: Para encontrar o total em litros, aplicamos 0,2 L/s × 15 min (900 s) = 0,2 × 900 = 180 L. Essa aplicação é fundamental para compreender a eficiência e o volume usado.

Resolução Detalhada: Se a torneira perde 0,01 L/min, encontramos o total por dia multiplicando por 1440 minutos (24 h). Portanto, total = 0,01 L/min × 1440 min = 14,4 L. Este cálculo é condenável em situações que afetam o consumo de água.

Resolução Detalhada: A velocidade de impacto ao cair de uma altura é dada por v = √(2gh), onde g = 10 m/s² e h = 2 m. Portanto, v = √(2 × 10 × 2) = √40 ≈ 6,32 m/s. Esse cálculo é crucial para compreender os efeitos da gravidade no fluxo de água.