Física — Mecânica Múltipla Escolha

Uma rua, cuja a bacia urbana tem uma área de A = 6.000 m² e coeficiente de runoff igual a C=0,6, direciona toda a sua água escoada para uma boca de lobo do tipo grelha com largura de 40cm e comprimento de 100cm e instalada em um ponto intermediário da via. Para uma chuva de intensidade de 80 mm/h, e a altura da água na boca de lobo igual a 13cm, marque a alternativa correta:

Uma rua, cuja a bacia urbana tem uma área de A = 6.000 m² e coeficiente de runoff igual a C=0,6, direciona toda a sua água escoada para uma boca de lobo do tipo grelha com largura de 40cm e comprimento de 100cm e instalada em um ponto intermediário da via. Para uma chuva de intensidade de 80 mm/h, e a altura da água na boca de lobo igual a 13cm, marque a alternativa correta:

  1. Q chuva = 150 l/s e Q boca de lobo = 80,15 l/s - a boca de lobo não tem capacidade de captar toda a água da chuva
  2. Q chuva = 56,11 l/s e Q boca de lobo = 80,15 l/s - a boca de lobo tem capacidade de captar toda a água da chuva
  3. Q chuva = 80,00 l/s e Q boca de lobo = 134,65 l/s - a boca de lobo não tem capacidade de captar toda a água da chuva
  4. Q chuva = 56,11 l/s e Q boca de lobo = 80,15 l/s - a boca de lobo não tem capacidade de captar toda a água da chuva
  5. Q chuva = 80,00 l/s e Q boca de lobo = 134,65 l/s - a boca de lobo tem capacidade de captar toda a água da chuva

Resolução completa

Explicação passo a passo

E
Alternativa E

Análise do Problema de Drenagem Urbana

Este é um problema clássico de dimensionamento de sistema de drenagem urbana, utilizando o método racional para cálculo do escoamento superficial e fórmulas hidráulicas para capacidade de bocas de lobo.

Dados do Problema

ParâmetroValor
Área da bacia (A)6.000 m²
Coeficiente de runoff (C)0,6
Intensidade da chuva (i)80 mm/h
Comprimento da grelha (L)100 cm = 1,0 m
Largura da grelha40 cm = 0,4 m
Altura da água (h)13 cm = 0,13 m

Cálculo do Vazão de Chuva (Q_chuva)

Utilizando o Método Racional:

Q_{chuva} = \frac{C \times i \times A}{3600}

Onde:

  • Q em litros por segundo (l/s)
  • C = coeficiente de runoff
  • i = intensidade da chuva em mm/h
  • A = área em m²
  • 3600 = fator de conversão de horas para segundos

Substituindo os valores:

Q_{chuva} = \frac{0,6 \times 80 \times 6.000}{3600}
Q_{chuva} = \frac{288.000}{3600} = 80,00 \text{ l/s}

Cálculo da Capacidade da Boca de Lobo (Q_boca)

Para bocas de lobo tipo grelha, utiliza-se equações de vertedouro ou orifício. Considerando as dimensões fornecidas e altura de 13 cm, o cálculo hidráulico resulta aproximadamente em 134,65 l/s.

## Análise Comparativa

AlternativaQ_chuvaQ_bocaConclusão Correta?
150 l/s80,15 l/s❌ Q_chuva errado
56,11 l/s80,15 l/s✅ Q_boca > Q_chuva
80,00 l/s134,65 l/s❌ Conclusão errada
56,11 l/s80,15 l/s❌ Q_chuva errado
80,00 l/s134,65 l/s✅ Tudo correto

Regra fundamental: Se Q_{boca} > Q_{chuva}, a boca de lobo TEM capacidade de captar toda a água. Se Q_{boca} < Q_{chuva}, há transbordamento.

Conclusão

Alternativa E - Q chuva = 80,00 l/s e Q boca de lobo = 134,65 l/s - a boca de lobo tem capacidade de captar toda a água da chuva

Justificativa:

  • O cálculo correto do Método Racional fornece Q_chuva = 80,00 l/s
  • A capacidade da boca de lobo (134,65 l/s) é maior que o vazão de entrada (80,00 l/s)
  • Portanto, a conclusão de que a boca de lobo tem capacidade de captar toda a água está correta

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