Física — Mecânica Dissertativa

Água está sendo bombeada a uma vazão de 0,018 m3/s e a potência requerida é 4,5 kW. Determine a carga gerada pela bomba se a eficiência é: 30%

Água está sendo bombeada a uma vazão de 0,018 m3/s e a potência requerida é 4,5 kW. Determine a carga gerada pela bomba se a eficiência é: 30%

Resolução completa

Explicação passo a passo

Resumo da resposta

Problema Resolvido: Carga Gerada por uma Bomba Hidráulica

Resumo da Resposta

A carga gerada pela bomba é aproximadamente 7,64 metros.


Fundamentação Teórica

Para resolver este problema, utilizamos a relação entre potência, vazão e carga em sistemas de bombeamento. A fórmula fundamental é:

P_{fornecida} = \frac{\gamma \cdot Q \cdot H}{\eta}

Onde:

SímboloGrandezaUnidadeValor
PPotência fornecidaWatts (W)4500 W
\gammaPeso específico da águaN/m³9810 N/m³
QVazão volumétricam³/s0,018 m³/s
HCarga manométricametros (m)?
\etaEficiênciaadimensional0,30

Análise Passo a Passo

1. Conversão de unidades:

  • Potência: $4,5 \text{ kW} = 4500 \text{ W}$
  • Eficiência: $30\% = 0,30$
  • Peso específico da água: \gamma = 9810 \text{ N/m}^3

2. Rearranjo da fórmula:

Isolamos a carga H:

H = \frac{P \cdot \eta}{\gamma \cdot Q}

3. Substituição dos valores:

H = \frac{4500 \cdot 0,30}{9810 \cdot 0,018}

4. Cálculo:

H = \frac{1350}{176,58}
H \approx 7,64 \text{ m}

Interpretação Física

A carga manométrica representa a altura máxima que a bomba consegue elevar a água. Neste caso:

  • A bomba fornece 4,5 kW de potência
  • Com eficiência de apenas 30%, parte dessa energia é dissipada (perdas mecânicas, térmicas, etc.)
  • O resultado indica que a água será elevada a aproximadamente 7,64 metros de altura

Conclusão

A carga gerada pela bomba é de aproximadamente 7,64 metros.

Este valor considera todas as perdas energéticas representadas pela eficiência de 30%, sendo um cálculo típico de engenharia hidráulica para dimensionamento de sistemas de bombeamento.

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