Cesgranrio Petrobras 2017 Física · Equação de Bernoulli também em Física · Equação da continuidade e vazão
Questão 45
Um líquido é empregado para o transporte de sólidos conforme o sistema representado na Figura abaixo.
Os pontos 1 e 2 encontram-se praticamente na mesma altura, enquanto o ponto 3 está 5 metros acima, e não há variação do diâmetro do duto ou mudança de fase.
A análise do sistema permite concluir que a
Resolução comentada
Situar o problema antes de resolver.
Assunto
Energia do sólido carregado pelo líquido: mesma velocidade num duto de diâmetro constante, e potencial que cresce com a altura.
Objetivo
Conceitos para revisar
Cinética
Diâmetro constante e sem mudança de fase: a velocidade do líquido, e do sólido que ele arrasta, é a mesma em 2 e em 3.
Potencial
O ponto 3 está 5 m acima: a potencial do sólido é maior. A bomba fornece essa energia.
Preparar o terreno antes de resolver.
A figura da prova
Líquido entra pela esquerda numa bomba e segue por um duto horizontal. Acima do duto, uma válvula rotativa recebe o sólido no ponto 1 e o despeja no duto. Mais adiante, o ponto 2, onde o duto sobe na vertical e termina numa saída horizontal no ponto 3, bem acima.
Dados
| Grandeza | Valor |
|---|---|
| Pontos 1 e 2 | mesma altura. 1 é a entrada do sólido, em repouso na válvula |
| Ponto 3 | 5 m acima, mesmo diâmetro |
| Pergunta | a conclusão correta sobre as energias do sólido |
Conversões
Nenhuma: a questão é qualitativa.
Estratégia
- Cinética igual em 2 e 3.
- Potencial maior em 3: soma maior em 3.
Agora sim, resolver.
Passos lógicos
A resolução tem 3 passos. Revele um de cada vez e, antes de abrir cada um, tente prever a linha de raciocínio.
De 2 a 3
Mesma velocidade, 5 m mais alto: a soma cinética mais potencial cresce.
As outras
Em 1 o sólido está parado e em 2 já foi arrastado: (A) cai. (C) inverte. (D) compara grandezas sem relação. (E) ignora a velocidade do transporte.
Fechar na única afirmação compatível
A única alternativa que respeita a subida de 5 m com a mesma velocidade é a (B): a soma das energias em 3 é maior que em 2.
Resposta
Acelerar, conferir e escapar da armadilha.
Como resolver rápido
É raciocínio qualitativo: velocidade igual e altura maior, sem conta.
Avaliar a coerência
1O sólido chega parado em 1 e sai em movimento
A energia em 2 é maior que em 1. Elimina (A). Atalho mental.
2Subir 5 m custa energia, fornecida pela bomba
A energia em 3 é maior que em 2. Elimina (C), (D) e (E), confirma (B).
Cuidado com a pegadinha
Conservação da energia do sólido
Quem aplica conservação de energia mecânica ao sólido e marca (A) ou (C).
O líquido faz trabalho sobre o sólido, e a bomba faz trabalho sobre o líquido. A energia do sólido não se conserva sozinha.
AntídotoHá uma bomba no sistema: energia entra.