Mecânica dos Fluidos

...

62. Em uma pia com um fundo plano, abra uma torneira de modo que uma corrente (laminar) de agua escoando suavemente bata no fundo. A agua se espalha a partir do ponto de impacto em uma camada rasa, mas, então, a um certo raio rR do ponto de impacto, ela subitamente aumenta de profundidade. Esta variação de profundidade, chamada de ressalto hidráulico, forma um círculo destacado ao redor do ponto de impacto. No interior do círculo, a velocidade v1 da agua se espalhando é constante e igual à sua velocidade que cai imediatamente antes do impacto.

Em um certo experimento, o raio da corrente de agua que cai é igual a 1,3 mm imediatamente antes do impacto, a vazão volumétrica Rvé igual a 7,9 cm³/s, o raio do ressalto rRé2,0 cm e a profundidade imediatamente após o ressalto é igual a 2,0 mm. (a) Qual é a velocidade v1? (b) Para r R, expresse a profundidade da agua d em função da distância radial r do ponto de impacto. (c) A profundidade da agua aumenta ou diminui com r? (d) Qual a profundidade imediatamente antes de a água alcançar o ressalto hidráulico? (e)Qual a velocidade v2 da água imediatamente após o ressalto? Quais são as densidades de energia cinética (f) imediatamente antes e (g) imediatamente após o ressalto? (h) Qual a variação de pressão sobre a pia devido ao ressalto? (i) A equação de Bernoulli se aplica sobre a uma linha de corrente que atravessa o ressalto

1.14 Assumindo o diagrama de velocidade indicado na figura, em que a parábola tem seu vértice a 10 cm do fundo, calcular o gradiente de velocidade e a tensão de cisalhamento para y = 0; 5; 10 cm. Adotar µ = 400 centipoises.

[pic 4]