lista mecfluap P1

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Lista – MecFluAp – NP1 
A lista para estudo da P1 consiste em exercícios do cap 9 do Brunetti (que vou copiar aqui), além 
de mais alguns extras. IMPORTANTE estudar também a teoria e os exercícios resolvidos em 
aula. 
 
1. Deixa-se cair livremente uma esfera de massa específica 2.040 kg/m3 num tanque que contém 
glicerina de massa específica 1.290 kg/m3 e viscosidade cinemática 2,7 × 10–2m2/s. A velocidade 
final constante da esfera é tal que Re = 0,1. Qual é a força de arrasto na esfera e qual é a velocidade 
final? 
R: Fa = 0,876 N; v = 4,4 cm/s 
2. Uma esfera de 15 cm de diâmetro é colocada numa corrente de ar de ρ = 1,2 kg/m3. O 
dinamômetro indica uma força de 1,14 N. Qual é a velocidade do ar? (νar = 10–5m2/s) 
R: v = 15,5 m/s 
 
3. Os testes com um automóvel revelaram que ele tem um coeficiente de arrasto constante igual a 
0,95. A área projetada é considerada 2,52 m2. Construir o gráfico da potência necessária para 
vencer a resistência do ar em função da velocidade. (ρar = 1,2 kg/m3) 
4. Uma gota de chuva tem diâmetro médio de 2,5 mm. Calcular a velocidade limite da gota se o ar 
tem ρ = 1,2 kg/m3 e ν = 1,8 × 10–6m2/s. 
R: v0 = 7,8 m/s 
5. Água escoa sob uma placa plana de 10 cm de comprimento e 20 cm de largura, com uma 
velocidade de 0,1 m/s. Determinar a força de arrasto que age na placa. (ν = 10–6m2/s e ρ = 1.000 
kg/m3) 
R: Fa = 133 dina 
 
6. A asa de um avião tem 7,5m de envergadura e 2,1m de corda. Estimar a força de arrasto na asa 
utilizando os resultados para o escoamento sobre uma placa plana e admitindo a camada limite 
turbulenta desde o bordo de ataque, quando o avião voa a 360 km/h. Qual seria a redução de 
potência necessária se fosse feito o controle da camada limite de forma a assegurar escoamento 
laminar até o bordo de fuga? (ν = 10–5m2/s; ρ = 1,0 kg/m3) 
R: Fa = 400 N; 88,6% 
 
7. Determinar a relação entre a velocidade constante de subida de uma bolha de ar de diâmetro 
1mm dentro da água e a velocidade constante de descida de uma gota de água de mesmo diâmetro 
no ar. Dados: 
ρar = 1,0 kg/m3; ρH2O = 1.000 kg/m3; Ca = 0,5. 
R: 31,6 
 
8. Uma placa de 0,9m× 1,2mmove-se com 13,2 m/s em ar parado, com uma inclinação de12° com 
a horizontal. Sendo Ca = 0,17; Cs = 0,72; ρ = 1,2 kg/m3; A = área de referência = área da placa, 
determinar: 
a) a força resultante exercida pelo ar sobre a placa; 
b) a potência necessária para manter a placa em movimento. 
R: a) F = 83,5 N; b) 0,25 kW 
 
9. Um papagaio pesa 1 N e tem uma área de 74,4dm2. A tensão na linha é 30N quando ela forma 
um ângulo de 45° com a direção do vento. Para um vento de 36 km/h, quais serão os coeficientes 
de arrasto e de sustentação, a fim de que o papagaio forme um ângulo de30° com a horizontal? 
(ρar= 1,2 kg/m3. Considerar o peso aplicado no centro geométrico e adotar a área projetada como 
área de referência.) 
R: Ca = 0,95; Cs = 1 
 
10. Um carro de massa 1200 kg está viajando a uma velocidade constante de 100 km/h em uma 
estrada plana. Sabendo que o coeficiente de arrasto do carro é de 0,3 e que a área frontal do carro 
é de 2,5 m², calcule a força de arrasto atuando no carro. Considere que a densidade do ar é de 1,2 
kg/m³. 
R: Fa = 347,8N 
 
11. Um protótipo de carro de corrida gera um coeficiente de sustentação de 1,62 a uma velocidade 
de 200 km/h. Se a downforce do carro a essa velocidade é de 6000 N, qual é a potência necessária 
para manter o carro neste movimento? Suponha que o coeficiente de arrasto do carro seja 
constante em 0,5 e que a densidade do ar seja de 1,2 kg/m³. 
R: P = 139,9 CV