Question

um grande tanque de água, aberto no topo, tem um pequeno orifício a uma distância h abaixo da superfície livre água. calcule a velocidade de escoamento da água para fora do orifício.

Answer 1

Você pode usar o princípio de Bernoulli. O qual afirma que: num fluido ideal em regime de circulação por um conduto fechado, a energia que possui o fluido permanece constante ao longo de seu percurso.

Tal energia consta de três componentes:

Cinética: devido à velocidade do fluido.

Potencial gravitacional: devido à altitude do fluido.

Energia de fluxo: devido à pressão

v²/2 + P/p + gh = constante

________________________________________________________

No topo do tanque:

vt = 0

Pt = Patm

pt = densidade do fluido (água)

gt = g

ht = h (distância até o orifício [furo])

________________________________________________________

No furo:

vf = v

Pf = Patm

pf = densdide do fluido (água)

gf = g

hf = 0

_________________________________________________________

Igualando:

vt²/2 + Pt/pt + gt*ht = vf²/2 + Pf/pf + gf*hf

0 + Patm/p + g*h = v²/2 + Patm/p + 0

g*h = v²/2

$v =\sqrt{2gh}$