O tanque representado na figura a seguir pode ser enchido pe...

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Q907260 Engenharia Mecânica
O tanque representado na figura a seguir pode ser enchido pela água que entra pela válvula A em 5 horas e pela água que entra por B em 3 horas e pode ser esvaziado (quando totalmente cheio) pela válvula C em 4 horas (supondo vazão constante). Abrindo-se todas as válvulas (A, B, C e D) ao mesmo tempo, o tanque mantém-se totalmente cheio.
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A área da seção de saída de D para que o jato de água possa atingir o ponto 0, considerando-se que a aceleração da gravidade é igual a 10 m/s2 , é
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SE ABRIRMOS TODAS AS VÁLVULAS O TANQUE SE MANTERÁ CHEIRO PORQUE O QUE A E B ENCHEM C E D ESVAZIAM 

ENTÃO A VAZÃO DA SOMA DOS DE CIMA = VAZÃO DA SOMA DOS DE BAIXO 

Qa + Qb = Qc+ Qd 

CALCULANDO AS VAZÕES 

Qa = V/t ; Qa = 30 m³/ 18.000 s = 0,00166 m³/s 

Qb = V/t ; Qb = 30 m³ / 10.800 s = 0,00278 m³/s 

Qc = V/t ; Qc = 30 m³ / 14.400 s = 0,00208 m³/s 

Qd = ? 

Qa + Qb = Qc+ Qd 

0,00166 m³/s + 0,00278 m³/s = 0,00208 m³/s + Qd 

0,00444 m³/s = 0,00208 m3/s + Qd 

0,00208 m³/s + Qd = 0,00444 m³/s 

                          Qd = 0,00444m³/s - 0,00208 m³/s 

                          Qd = 0,00236 m³/s 

Qd = V * A 

V * A = Qd 

A = Qd/V 

A = (0,00236 m³/s) / 10 m/s

A = 0,000326 m² 

  

Resolução correta da Talita, entretanto para facilitrar as contas e ganhar tempo na prova podemos utilizar Qa = 6m³/h, Qb = 10m³/h e Qc = 7,5m³/h. Com isso achamos Qd = 8,5m³/h. Convertemos só agora. Qd = 0,002361m³/s. Feito isso, analisa-se o movimento em y. Acha-se o tempo necessário para cair os 5m através da fórmula S=So+Vo.t + (a.t²)/2. Encontramos t = 1s. Como o tempo é o mesmo para o movimento vertical e hortizontal e d = 10m, V = 10m/s. Q = A.V. A = 0,000236m².

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