Em um canal de seção retangular com 5,0 m de largura e vazão de 25 m3 /s, forma-se um ressalto hidráulico. Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e sabendo que a profundidade de montante é 1,0 m, a altura do ressalto vale aproximadamente (Dados: √3 = 1,7; √7 = 2,6; √21 = 4,4)
- A)0,4 m.
Errada, porque a diferença entre as profundidades conjugadas é maior do que 0,4 m.
- B)0,5 m.
Errada, porque o ressalto não aumenta a lâmina só até 0,5 m neste caso.
- C)0,6 m.
Errada, porque o valor calculado para a altura do ressalto fica acima de 0,6 m.
- D)0,7 m.
Certa, pois a profundidade após o ressalto é 1,7 m e a altura do ressalto é 1,7 - 1,0 = 0,7 m.
- E)0,8 m.
Errada, porque a profundidade conjugada não leva a um salto de 0,8 m neste enunciado.
Gabarito: D
Em canal retangular, o ressalto hidráulico aparece quando o escoamento chega muito veloz e pouco profundo e, de repente, perde energia, aumentando a profundidade. O jeito clássico de resolver é calcular a profundidade conjugada a partir do número de Froude, que compara a velocidade do fluxo com a velocidade das ondas na água. Aqui, a vazão é 25 m3/s e a largura do canal é 5 m, então a vazão por unidade de largura fica q = 5 m2/s. Como a profundidade de montante é 1,0 m, a velocidade antes do ressalto é v1 = q/y1 = 5 m/s. Com g = 10 m/s2, o número de Froude vale Fr = v1/raiz(g y1) = 5/raiz(10), aproximadamente 1,6. Para canal retangular, a profundidade depois do ressalto é dada por y2 = y1/2 [raiz(1 + 8 Fr2) - 1]. Substituindo Fr2 = 2,5, temos y2 = 1/2 [raiz(21) - 1]. Como raiz(21) = 4,4, resulta y2 = 1/2 (4,4 - 1) = 1,7 m. A altura do ressalto é a diferença entre as profundidades: 1,7 - 1,0 = 0,7 m. Então o gabarito D está correto. É a típica conta de hidráulica que parece assustar, mas no fim só pede organização, fórmula certa e calma no cálculo.