Um canal de concreto possui 1,0 m de profundidade e as águas escoam por ele a uma velocidade de 2,0 m/s até encontrar uma queda. Após essa queda, a profundidade do canal se reduz a 0,4 m, mas a velocidade de escoamento aumenta para 8 m/s. Desprezando as perdas por atrito e considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 , a diferença de nível entre as duas partes desse canal vale
- A)1,4 m.
Errada, porque 1,4 m não fecha a conservação de energia entre as duas seções do canal.
- B)1,7 m.
Errada, pois a diferença calculada pela equação de Bernoulli é maior do que 1,7 m.
- C)2,0 m.
Errada, porque despreza parte da contribuição da energia cinética no aumento de velocidade.
- D)2,2 m.
Errada, já que ainda fica abaixo do valor obtido ao somar a perda de profundidade com o ganho de velocidade.
- E)2,4 m.
Certa, pois aplicando Bernoulli sem perdas resulta em 2,4 m de diferença de nível.
Gabarito: E
Aqui a ideia é usar conservação de energia no escoamento, ou seja, a equação de Bernoulli aplicada ao canal, desprezando perdas. Em linguagem de prova: a soma entre a cota do fundo, a profundidade da água e a parcela cinética da velocidade se mantém constante entre os dois pontos. Então você compara os dois trechos do canal assim: no primeiro, a água tem 1,0 m de profundidade e velocidade de 2,0 m/s. No segundo, a profundidade cai para 0,4 m e a velocidade sobe para 8 m/s. Como a velocidade aumentou bastante, parte da energia veio da queda de nível do canal. A conta fica: diferença de nível = (0,4 - 1,0) + (8² - 2²)/(2·10). Isso dá -0,6 + (64 - 4)/20 = -0,6 + 3,0 = 2,4 m. Pronto: é a alternativa E. Esse tipo de questão é clássica de hidráulica em canais abertos, embora a banca misture com conteúdo de Engenharia Civil/estruturas no enunciado. O raciocínio certo é sempre energia total sem perdas: se a velocidade cresce muito, a cota do fundo precisa cair para compensar.