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Conduto livre: aquele em que a água ocupa apenas parte da seção de escoamento e apresenta, assim, superfície livre, sujeita a pressão atmosférica.
Se a água ocupa apenas parte da seção, não há que se falar em "distribuição uniforme de velocidades nos diferentes pontos da seção transversal do conduto"
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Acredito que distribuição uniforme é característica de condutos forçados
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Um canal possui FLUXO uniforme, SOMENTE se a profundidade permanecer a mesma ao longo do trecho.
Contudo, a questão não é sobre FLUXO, mas sobre VELOCIDADE.
Um canal possui diversas velocidades conforme a região medida. (Na seção transversal. "Corte")
Por isso existem diversos aparelhos para medir a velocidade (Molinetes).
Normalmente a parte central e superior possui a maior velocidade.
Ou seja, uma questão sobre curvas ISOTÁQUICAS.
(É só pensar num curso de rio)
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A velocidade da água não é uniforme em toda seção do conduto, pois a rugosidade do material de suas paredes reduz a velocidade do fluído próximo ao perímetro molhado. Em contrapartida a velocidade é máxima no centro da seção.
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Nos canais, o atrito entre a superfície livre e o ar acentua as diferenças das velocidades nos diversos pontos da secção transversal.
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As principais características de um escoamento livre são a presença de pressão atmosférica na superfície do fluido e uma distribuição uniforme de velocidades nos diferentes pontos da seção transversal do conduto.
Conduto Livre - a pressão na superfície do líquido é igual à atmosférica podendo o conduto ser aberto ou fechado.
Conduto Forçado - a pressão é diferente da atmosférica e, portanto o conduto é fechado.
O erro da assertiva está em afirmar que existe uma distribuição uniforme de velocidade. Na verdade, como alguns colegas apontaram corretamente, devido o atrito entre o fluido e as paredes do conduto, a velocidade é menor na região de contato com essas paredes e, consequentemente, nos pontos próximos ao centro da seção transversal a velocidade vai aumentando até se tornar máxima no centro dessa seção.
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Para solucionar essa questão precisamos colocar em
prática nossos conhecimentos sobre Hidráulica, especificamente sobre condutos
livres.
Um dos principais pontos que caracteriza o conduto
livre é a superfície livre, ou seja, a atuação da pressão atmosférica
em pelo menos um ponto da seção de escoamento do fluido. São condutos livres os
canais, como os cursos de água naturais, canais artificiais, galerias
pluviais, calhas, tubos coletores de esgoto, ou seja, seções abertas ou
fechadas, de qualquer formato, em que o escoamento ocorra com superfície
livre. Esse escoamento pode ser:
- permanente: vazão constante ao
longo do tempo em uma determinada seção transversal (e.g., canais com
revestimento);
- não-permanente ou transitório: vazão varia ao longo do tempo (e.g., onda de cheia);
- uniforme: é um caso de
escoamento permanente em que a velocidade e profundidade são constantes ao
longo do canal (e.g., canais de irrigação);
- variado: profundidades variam
ao longo o canal. Pode ser classificado em gradualmente variado (e.g.,
remansos), quando possui moderado gradiente de velocidades, ou em bruscamente
variado (e.g., ressaltos).
Na seção dos canais as velocidades variam de um
ponto a outro, especialmente no caso de canais naturais. Apesar de ser
utilizado como simplificação o conceito de velocidade média da seção do
canal, o perfil de velocidades na seção não é uniforme e vai depender da
forma geométrica e da rugosidade das paredes.
Assim, pode-se perceber que o conduto livre não
possui como característica uma distribuição uniforme de velocidades
nos diferentes pontos de sua seção transversal e, portanto, a assertiva está errada.
Gabarito do professor: ERRADO.
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As principais características de um escoamento livre são a presença de pressão atmosférica na superfície do fluido e uma distribuição uniforme de velocidades nos diferentes pontos da seção transversal do conduto.
falso, pois observamos uma velocidade menor para as partículas mais próximas das paredes da seção, enquanto no centro do conduto a velocidade tende a ser máxima.
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GAB.: ERRADO
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Fonte:
E-book com 320 questões comentadas:
https://abre.ai/c938
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As principais características de um escoamento livre são a presença de pressão atmosférica na superfície do fluido (ok) e uma distribuição uniforme de velocidades nos diferentes pontos da seção transversal do conduto (errado).