🎯 Guia de Estudo — Hidráulica I · MAP1

Parent project: Hidráulica I · Resumo: 📘 Resumo — MAP1 (hub)

De onde vem este guia

Provas analisadas: os dois MAP1 anteriores, lidos em imagem (enunciados + resoluções oficiais):

  • MAP1 2024-25 (14/03/2025, 18h, 45 min): P1 6 val. · P2 10 val. · P3 4 val. Há resolução oficial do P1 e do P3; a do P2 é [resolução própria].
  • MAP1 2025-26 (16/03/2026, 19h, 45 min): P1 4 val. · P2 10 val. · P3 6 val. Há resolução oficial dos três problemas.

Formato de ambos: 3 problemas, 20 valores, cada problema numa folha separada, com um formulário fornecido no enunciado (ver abaixo). As resoluções usam sempre N/m³ e Pa.

MAP1 deste ano: 28/10/2026, 10h30 · 60 min · só calculadora científica não gráfica · matéria até à Aula 11 (energia), inclusive.

Notas-irmãs: Resumo (hub) — Cap. 1 · Cap. 2 · Cap. 3 · Cap. 4 · 📐 Formulário MAP1 · Plano de construção

O que muda este ano (e porquê importa)

Os dois MAP1 anteriores foram em março, com 45 min, e só tinham hidrostática + hidrocinemática: nenhuma alínea de leis de conservação. Este ano, o MAP1 tem 60 min e cobre a matéria até à Aula 11.

Inferência (não confirmada): é provável que apareça um problema de leis de conservação (massa + energia, e talvez Euler), além dos três clássicos, ou que um dos três seja trocado por ele. Ver Q4.


🗺️ Estrutura do MAP1

QTema dominanteValores 2024-25Valores 2025-26ResumoProbabilidade
Q1Pressões: absoluta/relativa, vários líquidos, manómetro6,04,0§2.3–§2.5Quase certo (2/2)
Q2Impulsão em superfície curva + momentos (comporta/dique)10,010,0§4.3–§4.5 (+ §3.3)Quase certo (2/2), e vale metade da nota
Q3Hidrocinemática: campo → aceleração, linha de corrente, classificação4,06,0§5.4, §5.6, §6.3, §6.4Quase certo (2/2)
Q4Leis de conservação: massa → energia → Euler——§7.5, §8.3, §10.3–§10.5Provável (âmbito novo, sem histórico)
—Propriedades dos fluidos (viscosidade, capilaridade…)——Cap. 1Pouco provável (0/2); quando muito, uma alínea curta

O formulário que vem no enunciado (2024-25 e 2025-26)

  • Hidrostática: ; ; .
  • Impulsões: ; ; ; .
  • Figuras: retângulo (, ); em 2025-26, também o quarto de círculo (, , centroide a de cada lado reto); em 2024-25, o setor circular ().
  • Cinemática: ; ; ; (determinante).

O que NÃO vem (tens de saber de cor): N/m³; ; (incompressível); as definições de permanente/uniforme; e todas as leis de conservação (o formulário pode ser alargado este ano, mas não contes com isso): , , , .

Estratégia global de tempo (60 min, 20 val.)

  1. Lê os 3–4 problemas (2 min) e marca as alíneas que são “de graça”: , , num ponto.
  2. Q1 Pressões primeiro (~8 min): é o mais mecânico e dá confiança.
  3. Q3 Cinemática (~10 min): substituições e uma EDO separável; quase nunca há armadilhas de geometria.
  4. Q2 Superfície curva (~20–25 min): vale 10 val., por isso guarda-lhe o maior bloco. Faz o desenho com cotas, projeção vertical e volume real/fictício antes de qualquer conta.
  5. Q4 Conservação (~15 min, se existir): massa → energia → Euler, pela Ordem de ataque.
  6. Cada problema numa folha separada, com nome e número em todas.

Regra das cotações: as resoluções oficiais dão ~⅔ da alínea à expressão certa e ~⅓ ao número. Escreve sempre a fórmula com os símbolos antes de substituir.


1️⃣ Q1 — Pressões: absoluta/relativa, vários líquidos, manómetros

O que pedem (e o que NÃO pedem)

  • Pedem: converter ; exprimir em m c.a.; calcular de um líquido a partir da densidade; somar colunas de vários líquidos; percorrer um manómetro em U.
  • Não pedem: forças em superfícies (isso é a Q2), nem fluido acelerado (§2.2 nunca saiu no MAP1).

A lógica

Tudo sai da lei fundamental aplicada fluido a fluido: dentro de cada líquido contínuo, a pressão cresce ao descer; nas interfaces, a pressão é a mesma dos dois lados. Teoria em §2.3 (lei), §2.4 (referências e unidades) e §2.5 (manómetros). Checklist: linhas “Pressão num ponto”, “absoluta…m c.a.” e “Tubo em U”.

Passos

  1. Passa tudo a relativa: (com Pa). Superfície livre aberta ⇒ .
  2. Pesos volúmicos: N/m³ (Hg: ⇒ N/m³).
  3. Percorre o caminho do ponto conhecido até ao pedido: desce ⇒ , sobe ⇒ , com o do líquido em que estás.
  4. Gás: despreza o seu peso ⇒ pressão uniforme em todo o gás (a cota dentro do gás não entra).
  5. m c.a.: divide por .

O truque que distingue 4 val. de 2 val.

  • Sinal ao subir: em 2024-25 o ponto A está acima da interface 1, por isso (menor). Quem soma perde a alínea de 3 val.
  • Distratores de cota: a cota de B dentro do gás (0,60 m) não entra; o escoamento na conduta também não (a distribuição na secção é hidrostática).
  • Unidades: vem em N/m³, não em Pa (a própria resolução oficial de 2024-25 tem esta gralha).

Exemplo real 1 (MAP1 14/03/2025 — P1, 6 val.)

Conduta vertical com água; no ponto A liga-se um manómetro em U com mercúrio (), fechado do outro lado por um gás sob pressão. No ramo esquerdo, A está 0,40 m acima da interface água/Hg (ponto 1), e 1 está 0,60 m acima do fundo do U. No ramo direito, o Hg sobe até 2, a 1,10 m do fundo; B está no gás, 0,60 m acima de 2. kPa (absoluta); Pa. a) (1,5) relativa. b) (1,5) . c) (3,0) relativa, em m c.a.

Exemplo real 2 (MAP1 16/03/2026 — P1, 4 val.)

Reservatório aberto com, de cima para baixo: água 0,5 m, líquido A 1,0 m e mercúrio () 0,1 m. Pa; pressão no fundo kPa (absoluta). a) (1,0) Pressão relativa no fundo, em m c.a. b) (3,0) Densidade do líquido A.

Variantes que já saíram e que podem sair

  • Já saíram: o manómetro em U com gás (2024-25) e o reservatório estratificado com a densidade como incógnita (2025-26).
  • Podem sair (treina no Resumo): o manómetro diferencial entre dois pontos de uma conduta (§2.5, Ex 2.4 e Prob 2.5 do livro); o barómetro e as unidades (§2.4, Ex 2.2); a pressão absoluta comparada com (cavitação, §1.8).

2️⃣ Q2 — Impulsão em superfície curva + momentos (comporta / dique)

O que pedem (e o que NÃO pedem)

  • Pedem (sempre): e por metro (ou para a largura dada); depois uma pergunta de momentos: o peso mínimo contra o derrube (2025-26) ou o momento no servomotor/articulação (2024-25). Às vezes, o módulo e o ponto de aplicação da resultante.
  • Não pedem: integrar pressões. Tudo se faz com a projeção vertical () e o volume real/fictício (). Também não há subpressão quando a fundação é impermeável (dito no enunciado de 2025-26).

A lógica

  • Horizontal: sobre a projeção vertical da parte molhada, aplicada no centro de impulsão dessa projeção (; num retângulo que começa na superfície livre fica a ⅓ da altura a contar do fundo).
  • Vertical: , com = volume entre a superfície e o plano da superfície livre. Se a água está por cima, é o volume real e a força é para baixo; se está por baixo, é o volume fictício e a força é para cima. Aplica-se no centroide desse volume.
  • Momentos: o derrube ou a abertura resolve-se com em torno do ponto de rotação, com os braços perpendiculares às linhas de ação.

Teoria em §4.3 (componentes), §4.4 (arcos circulares: a resultante passa pelo centro), §4.5 (equilíbrio/abertura) e §3.3–§3.4 (centro de impulsão da projeção / diagrama). Checklist: linhas “Comporta/superfície curva”, “arco circular” e “força para abrir”.

Passos

  1. Desenha a secção com a superfície livre, as cotas, a parte molhada (exclui o que está enterrado em rocha impermeável ou do lado seco) e o ponto de rotação.
  2. : altura molhada da projeção vertical ⇒ = profundidade do seu centro ⇒ . Linha de ação: a acima da base da projeção (se o topo da projeção estiver na superfície livre); senão, Steiner.
  3. : decompõe o volume em retângulo(s) + quarto(s) de círculo (, centroide a de cada lado reto, dado no formulário). Decide o sentido (real ↓ / fictício ↑).
  4. Braço de : centroide composto , medido a partir do ponto de rotação.
  5. Momentos: classifica cada força como estabilizadora ou derrubadora em torno do ponto e escreve .
  6. Arco circular centrado na articulação? A resultante passa pelo centro ⇒ momento hidrostático nulo (verifica: ).

O truque que distingue 10 val. de 5 val.

  • A parte molhada certa: em 2025-26, o degrau de 0,5 m encostado à rocha não é molhado, mas o braço de em relação a A ganha esses +0,5 m.
  • O quarto de círculo soma ou subtrai? Depende de que lado está a água em relação ao arco. Desenha o volume antes de escrever ou , ou .
  • Volume até à superfície livre: em 2024-25, a câmara por cima da comporta é seca, mas o volume fictício vai até à superfície livre: retângulo + quarto de círculo.
  • ajuda a estabilizar o dique (empurra a face de montante para baixo, à frente do pé A): não o ponhas do lado derrubador.
  • Braços a partir de A: o centroide calcula-se a partir de um lado do volume, e depois converte-se ( em 2025-26).

Exemplo real 1 (MAP1 16/03/2026 — P2, 10 val.)

Dique assente em rocha impermeável, com água a montante (à esquerda). A face de montante tem, de baixo para cima: um degrau vertical de 0,50 m encostado à rocha (não molhado); um arco de quarto de círculo de m (sobe 1 m e avança 1 m); e uma face vertical até ao coroamento. A superfície livre está 4,00 m acima do topo do arco. O pé de jusante é o ponto A, que fica a 4,00 m (na horizontal) do início do arco; o peso do dique está aplicado em G, a 2,00 m de A. a) (6,0) e por metro. b) (4,0) O peso mínimo do dique para não derrubar em torno de A.

Exemplo real 2 (MAP1 14/03/2025 — P2, 10 val.)

Descarga de fundo m de um açude. Superfície livre a 3,00 m do fundo. Duas soluções, ambas articuladas em A (1,00 m acima do fundo), com o mesmo peso, e manobradas por um servomotor em A:

  • (a) comporta cilíndrica: um quarto de cilindro de m centrado em A, com a água do lado convexo (em baixo/à esquerda) e o interior seco;
  • (b) comporta plana: a corda diagonal do mesmo quadrante.

Para a cilíndrica: a) (3,0) . b) (3,0) . c) (1,0) O módulo e o ponto de aplicação. d) (3,0) O momento no servomotor é maior, menor ou igual na comporta plana? (qualitativo)

Example

a) A projeção vertical é , com o centro a m: A linha de ação fica 0,533 m abaixo de A.

b) A água está por baixo do arco, logo o volume é fictício e a força é para cima. Esse volume vai do arco até à superfície livre: retângulo acima de A + quarto de círculo:

c) Verificação: e N·m. Os momentos em A anulam-se, logo a resultante passa por A (as pressões são radiais). Ponto de aplicação no arco: m, com origem no fundo por baixo de A.

d) Maior na comporta plana.

  • Na cilíndrica, a impulsão passa pelo eixo ⇒ momento hidrostático nulo: o servomotor só vence o peso.

  • Na plana, a impulsão é normal à placa e aplicada no centro de impulsão, que fica abaixo do centroide ⇒ não passa por A e gera um momento (≈ 1,6 kN·m) que se opõe à abertura.

Lição

Arco circular centrado na articulação ⇒ momento hidrostático nulo. É a razão de ser das comportas de segmento, e é a resposta “qualitativa” que vale 3 val.

Variantes para treinar (todas resolvidas no Resumo)

  • Barragem com face inclinada ou triangular: Ex 2.9 (§4.3).
  • Cilindro a reter água, ou entre dois líquidos: Prob 2.11 e Ex 2.11 (§4.4).
  • Comporta de segmento, abertura e reação: Prob 2.9 e Ex 2.13 (§4.5).
  • Comporta plana com momento na articulação: Prob 2.7 (Aula 03) e Ex 2.6 (§3.3); com dois líquidos, Prob 2.10 (§3.5).

3️⃣ Q3 — Hidrocinemática: campo de velocidades

O que pedem (e o que NÃO pedem)

  • Pedem: um campo 2D e, com ele:
    • num ponto;
    • o vetor aceleração num ponto e instante;
    • a linha de corrente que passa num ponto num instante;
    • a incompressibilidade;
    • a classificação (permanente/variável; uniforme/variado).
  • Ainda não saiu: trajetória, linha de filamento, rotacional, caudal. O rotacional vem no formulário, por isso pode sair. Treina-os no Resumo (§5.5, §5.7, §6.5).

A lógica

  • Aceleração = local + convectiva: , e o mesmo para (§5.4).
  • Linha de corrente: com fixo; separa as variáveis, integra com logaritmos e impõe o ponto (§5.6).
  • Incompressível ⇔ (§6.4).
  • Permanente ⇔ ; uniforme ⇔ não varia no espaço (ao longo das linhas de corrente) (§6.3).

Passos

  1. Escreve e separados e tabela todas as derivadas: , e de cada uma.
  2. Aceleração: monta as componentes simbolicamente e só depois substitui .
  3. Linha de corrente: ⇒ ⇒ família ⇒ a partir do ponto. Se aparece, é uma constante que muitas vezes cancela.
  4. Incompressibilidade: soma só as derivadas diagonais.
  5. Classificação: responde às duas perguntas (tempo e espaço) e justifica com as derivadas.

O truque que distingue 6 val. de 3 val.

  • Campo variável ( no campo): conta na aceleração (2024-25: , e não só ).
  • O fator do integral: em sai ⇒ . Esquecer o 2 dá a curva errada.
  • “No instante s” num campo permanente é irrelevante (2025-26). Diz isso explicitamente.
  • Permanente ≠ uniforme: são duas perguntas diferentes (tempo vs espaço), e cada uma vale 1 val.

Exemplo real 1 (MAP1 14/03/2025 — P3, 4 val.)

(m/s). a) (2,0) Aceleração em (1,1), s. b) (2,0) Linha de corrente por (1,1) em s.

Exemplo real 2 (MAP1 16/03/2026 — P3, 6 val.)

(m/s).

  • a) (1,0) em (1,2), .
  • b) (1,5) Linha de corrente por (1,2) em s.
  • c) (1,5) O fluido comporta-se como incompressível?
  • d) (2,0) Classifica o escoamento no tempo e no espaço.

Variantes para treinar

  • Síntese completa: Prob 3.4 do livro (§6.5).
  • Aceleração: Ex 3.4 (§5.4).
  • Trajetória: Ex 3.6 (§5.5).
  • Linha de corrente: Ex 3.8 e 3.10 (§5.6).
  • Filamento: Ex 3.9 (§5.7).
  • Rotacional: Ex 3.15 e Prob 3.9 (§6.5).
  • Caudal: Prob 3.3 (§6.2).

4️⃣ Q4 — Leis de conservação (NOVO este ano — provável)

O que podem pedir (sem histórico — inferido do âmbito e do tempo extra)

Não há nenhum MAP1 anterior com esta matéria; isto é uma previsão. O formato mais provável, ao estilo das alíneas curtas dos MAPs, é uma conduta ou um reservatório com:

  1. Caudal/velocidade pela continuidade (, ramificação) — §7.5;
  2. Pressão numa secção ou perda de carga pela carga — §10.3–§10.4;
  3. Potência de uma bomba/turbina, — §10.5;
  4. Força numa curva/bocal pelo Teorema de Euler — §8.3, §9.1.

Menos provável em 60 min: momentos/torniquete (§9.3–9.4), Vc móvel (§8.5), esvaziamento em regime variável (§7.6).

A lógica — a Ordem de ataque do Resumo

Vc com secções ⊥ ao escoamento → massa (as velocidades) → energia (as pressões, perdas e potências) → Euler (as forças) → força sobre a estrutura . Detalhe no hub (Checklist + Ordem de ataque).

Passos

  1. Desenha o Vc e marca as secções 1, 2, … com a normal exterior.
  2. Massa: (não arredondes nem ).
  3. Energia:
  4. Potência: (hidráulica, sem rendimentos).
  5. Euler, com pressões relativas e todas as setas para dentro do Vc: Depois, .

Onde se perde nota

  • Sentido do escoamento e perdas: decide-se pela carga , nunca pela pressão.
  • Sinais na energia: a bomba dá carga; a turbina retira-a.
  • Euler: um jato livre tem (relativa); entra com −; projeta com cos/sin; o que sai negativo só inverte o sentido arbitrado.

Treino (no lugar do exemplo real que não existe)

Do Resumo, por ordem de prioridade:

  1. Prob 4.2 — força numa curva em pressão: §9.1.
  2. Ex 4.13 — bomba e turbina: §10.5.
  3. Aula 11, sl.12 — conduta sem turbomáquina, perda de carga e sentido: §10.4.
  4. Ex 4.11 — energia + Euler numa turbina em conduta: §10.6.
  5. Ex 4.1 / Ex 4.2 — convergente; junção em Y: §7.5.
  6. Ex 4.6 — maciço de amarração de uma bifurcação: §8.3.
  7. Ex 4.4 — esvaziamento de um reservatório: §7.6.

Se o MAP vier igual aos anteriores (só 3 problemas)

Se não houver Q4, os 15 min extra são margem para refazer as contas da Q2 (o derrube e os braços) e para verificar os sinais na Q1.


🔁 Padrões Recorrentes

Aparece quase sempre

  • 3 problemas, um por folha, por esta ordem: pressões → superfície curva → cinemática.
  • A superfície curva vale 10/20 nos dois anos, sempre com um quarto de círculo de m e sempre com uma pergunta de momentos a seguir às componentes.
  • Pressão dada em absoluta + Pa ⇒ a primeira alínea é subtrair.
  • Mercúrio com nos dois P1.
  • Resultado pedido em m c.a. nos dois P1.
  • Campo de velocidades 2D, linear em e , com a linha de corrente num ponto nos dois P3. A EDO dá sempre logaritmos ⇒ uma potência (, ).
  • N/m³ em todas as resoluções oficiais.
  • Alíneas qualitativas (justificar: “maior/menor/igual”, “incompressível?”, “permanente?”) que valem 1,5–3 val. e se ganham com uma linha de derivada ou um argumento físico.

Checklist anti-erro (revê nos últimos 2 min)

  • Pressão relativa em todo o problema; subtraí se o dado era absoluto
  • ; as unidades de são N/m³
  • No manómetro: desce → , sobe → , com o do líquido em que estou; ignorei a cota dentro do gás
  • : a projeção vertical só da parte molhada; o é a profundidade do centro dessa projeção
  • : desenhei o volume até à superfície livre; decidi real (↓) ou fictício (↑); o quarto de círculo soma ou subtrai conforme o desenho
  • Braços medidos a partir do ponto de rotação e perpendiculares à linha de ação
  • Arco centrado na articulação ⇒ verifiquei que o momento hidrostático é nulo
  • Aceleração: incluí a parcela local se o campo tem
  • Linha de corrente: fixo; impus o ponto; simplifiquei para
  • Incompressibilidade e classificação: escrevi a derivada que justifica
  • Conservação: massa → energia → Euler; ; bomba , turbina
  • Unidades e “por metro” em todas as respostas finais; nenhum arredondamento antes de uma diferença

📅 Plano de Estudo Sugerido (até 28/10/2026)

Roteiro (2 dias)

Dia 1 — 26–27/10: os dois MAPs como simulação

  • Fazer o MAP1 2025-26 em 45 min, sem ver as soluções, e corrigir com as resoluções deste Guia
  • Fazer o MAP1 2024-25 em 45 min e corrigir (no P2, comparar com a resolução própria)
  • Rever no Resumo as § onde houve erros (§4.3–4.5 é a mais rentável)
  • Q2 extra: Prob 2.11 (cilindro) e Prob 2.9 (comporta de segmento) do Resumo

Dia 2 — 27/10: o que é novo + revisão

  • Q4: Prob 4.2 (curva), Ex 4.13 (bomba/turbina), Aula 11 sl.12 (perda de carga) — 15 min cada
  • Q3: Prob 3.4 (síntese), para cobrir trajetória e rotacional
  • Ler o [[1.0 Resumo HI#🧭 Checklist de Estratégia|[!danger] Erros a evitar do hub]] e a Checklist anti-erro acima
  • Decorar o que não vem no formulário: , , , Euler

Dia do MAP — 28/10, 10h30: calculadora científica não gráfica, caneta, folhas identificadas.

Provas disponíveis para treino

ProvaEnunciadoResoluções
MAP1 2025-26 (16/03/2026)EnunciadoP1 · P2 · P3
MAP1 2024-25 (14/03/2025)EnunciadoP1 · P3 · P2 só neste Guia [resolução própria]
Exemplos e Problemas do livro (Caps. 2–4)Cardoso et al.Resolvidos nas notas de capítulo do Resumo

🔗 Notas relacionadas

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  link(file.link, file.name) AS "Nota",
  date AS "Data",
  status AS "Estado"
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