Sobre os escoamentos em canais na natureza, é correto afirmar:

Alternativa Correta: B

Tema central da questão: A questão aborda o conceito de escoamento em canais naturais, com foco específico na utilização do número de Froude como uma ferramenta para classificar diferentes tipos de escoamento. Este conceito é essencial na engenharia ambiental e sanitária, pois auxilia na compreensão do comportamento de corpos d'água como rios e canais abertos.

Resumo Teórico:

O número de Froude é uma unidade adimensional utilizada em hidráulica para caracterizar o tipo de escoamento em canais abertos. Ele é definido como a razão entre a força de inércia e a força gravitacional. Esta relação permite identificar se o escoamento é subcrítico, crítico ou supercrítico. O número de Froude é dado pela fórmula:

\( Fr = \frac{V}{\sqrt{g \cdot D}} \)

onde \( V \) é a velocidade do fluxo, \( g \) é a aceleração devido à gravidade, e \( D \) é a profundidade hidráulica. Um número de Froude menor que 1 indica escoamento subcrítico (onde a força gravitacional predomina), enquanto um número maior que 1 indica escoamento supercrítico (onde a inércia predomina).

Justificativa da Alternativa Correta (B):

A alternativa B está correta ao afirmar que o número de Froude representa a razão entre a magnitude das forças de inércia e as forças gravitacionais. Este conceito é fundamental para entender a dinâmica de escoamentos em canais e está bem fundamentado na literatura hidráulica (fonte: Mott, Robert L. - Applied Fluid Mechanics).

Análise das Alternativas Incorretas:

A - "Os escoamentos em canais abertos são classificados como permanentes." Esta afirmação está incorreta, pois os escoamentos em canais abertos podem ser permanentes ou não permanentes. Escoamentos permanentes têm características constantes no tempo, enquanto os não permanentes apresentam variação.

C - "O princípio básico que rege o escoamento em canais é o da conservação da massa total." Embora a conservação da massa seja importante, o escoamento em canais é mais geralmente descrito por vários princípios, incluindo a conservação de energia e momentum, especialmente em situações não uniformes ou não permanentes.

D - "Se o número de Froude é maior que 1, o escoamento está em estado subcrítico." Esta alternativa está errada, pois um número de Froude maior que 1 indica um escoamento supercrítico.

E - "Quando o escoamento é supercrítico, as perturbações que ocorrem a jusante podem afetar o escoamento a montante dos canais." Isso é incorreto, pois no escoamento supercrítico as perturbações não se propagam a montante, devido à predominância da inércia sobre a gravidade, o que impede a comunicação a montante.

Gostou do comentário? Deixe sua avaliação aqui embaixo!

O Número de Froude é utilizado em escoamento com superfície livre (rios, oceanos, canais abertos...). Indica a razão entre forças de inércia e o peso do elemento fluido.