Mecânica dos Fluidos - Hidrodinâmica

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BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA 
8: Mecânica dos Fluidos - Hidrodinâmica 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos 
Fluidos Incompressíveis  densidade não se altera! 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos 
A1 
A2 
v1 
v2 
Vazão: velocidade x área da seção 
 
 v1.A1 = v2.A2 
Se a densidade é constante, a vazão se conserva! 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos 
g 
H1 
H2 
v1 
v2 A2 
A1 
Conservação da Energia Mecânica! 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos 
Problema de Torricelli 
P 
g 
Δh 
ΔP = ρ.Δh.g (ρv²)/2 
Def. Energia Potencial 
num volume 
Def. Energia Cinética 
num volume 
v = ? 
[ρ.Δh.g]i = [(ρv²)/2]f 
hgv escape  2)(
Conservação da Energia Mecânica 
vescape depende da 
altura da água no 
reservatório! 
Teorema de Torricelli 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos 
hgv escape  2)(
Teorema de Torricelli  Aplicação fundamental: permite controlar usinas hidrelétricas! 
g 
Δh 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos Compressíveis 
Fluidos Compressíveis  densidade pode se alterar! 
 Gases: ρ ≠ constante 
P 
T 
V 
P V = n R T 
 Lei de Clapeyron 
Lei dos Gases Ideais 
Número de mols 
Temperatura 
(unidade: kelvin - K) 
http://wikigeo.pbworks.com/f/1336055226/The%20Gar
ratt%20Locomotive.jpg 
http://image.motortrend.com/f/43053558+w1500+ar1+
st0/1988-Lamborghini-Countach-5000QV-engine.jpg 
n = N / N0 e R / N0 = kB 
P V = N kB T 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos Compressíveis 
Da Lei dos Gases Ideias e 
da Conservação da 
Quantidade de Movimento 
Pressão  força exercida pelas partículas de um gás nas paredes do recipiente 
 
Calor 
Máquinas a Vapor. http://3.bp.blogspot.com/-
sEbWiF3wj_k/T239wmbmWBI/AAAAAAAAAAM/Dm3LMqBBKQI/s1600/james.jpg 
2
Tk
E Bcinética 
Mecânica dos Fluidos 2 
Fluidos Compressíveis 
http://static.hsw.com.br/gif/motores-a-vapor-legendas.gif http://www.areambiente.com.br/como-funciona-o-ar-condicionado/ 
 
 
 
 
Esta é uma prática que permite aos alunos observarem na prática os efeitos da vazão e da energia 
mecânica sem elaboração profunda, e pode ser feita em grupos ou apenas como demonstração pelo tutor. 
 
Uma garrafa PET de 2 L (uma das bem cilíndricas, com lateral reta) deve ser furada em três alturas 
diferentes (cerca 4 dedos uma da outra), e os furos devem ser aproximadamente iguais (prefira um prego, 
ou uma agulha bem grossa para furar a PET). Tape os buracos com fita adesiva para poder encher a garrafa 
com água. Com a garrafa cheia, use o prego para furar a fita adesiva no local previamente 
 perfurado. Faça isso rapidamente e com a garrafa deitada, e coloque-a de pé. 
 
O tutor deve aproveitar a oportunidade para enfatizar os princípios físicos observados. 
Com tempo, também é possível estimar sem muita precisão a velocidade, com medidas das 
áreas e alturas. 
 
A observação permitirá aos alunos verificar como as velocidades diferem com a altura. Se uma 
ventoinha de cooler de computador estiver disponível, é possível demonstrar de modo prático 
Como a velocidade da água gira mais rápido ou devagar a ventoinha, ilustrando o princípio 
do funcionamento de uma turbina de hidrelétrica. De qualquer forma, essa comparação 
deve ser feita e trabalhada pelo tutor. 
Mecânica dos Fluidos 2 
Atividade – Observando o problema de Torricelli