Ciências da NaturezaHidrostática e Hidrodinâmica (Pressão, Empuxo e Fluidos)Médio

Questão de Hidrostática e Hidrodinâmica (Pressão, Empuxo e Fluidos) — ENEM

Em um sistema de irrigação, a água flui por um cano de seção transversal A₁ = 0,04 m² com velocidade v₁ = 2 m/s. O cano se estreita para A₂ = 0,01 m² numa segunda seção. A equação da continuidade para fluido incompressível garante que A₁v₁ = A₂v₂ (a vazão volumétrica é constante). Qual é a velocidade v₂ na seção estreitada?
A0,5 m/s
B2 m/s
C4 m/s
D8 m/s
E16 m/s

Gabarito comentado

A equação da continuidade é consequência direta da conservação da massa: em um escoamento incompressível, onde quer que o tubo estreite, o fluido acelera na mesma proporção. Esse princípio explica o jato forte na ponta de uma mangueira apertada e é base da aerodinâmica (efeito Venturi) e do projeto de turbinas.

Resolução passo a passo

Pela equação da continuidade: A₁v₁ = A₂v₂ → v₂ = A₁v₁/A₂ = (0,04 × 2)/0,01 = 0,08/0,01 = 8 m/s. A seção diminuiu 4 vezes (0,04/0,01 = 4), portanto a velocidade aumentou 4 vezes (2 × 4 = 8 m/s). A 0,5 m/s seria se a velocidade diminuísse com a seção. B mantém a velocidade inalterada. C dobra apenas (fator 2). E seria fator 8.

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