MECÂNICA DOS FLUIDOS Avaliando aprendizado

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1a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2011 - Adaptada). Os conceitos da mecânica dos fluidos são 
extremamente importantes em diversas aplicações de engenharia. Ser capaz de 
expressar fenômenos por meio de descrições quantitativas é fundamental. Nesse 
contexto, em relação aos conceitos básicos de análise dimensional, analise as 
expressões a seguir, relativas ao estudo da mecânica dos fluidos. 
 
Nomenclatura: 
D= diâmetro, G= fluxo mássico, μ= viscosidade, V= velocidade, g= aceleração da 
gravidade, τ= tensão de cisalhamento e ρ= massa específica. 
Indica(m) expressão(ões) adimensional(ais) 
 
 X e Y, apenas. 
 
X, apenas. 
 
X, Y, Z 
 
Y e Z, apenas. 
 X e Z, apenas. 
Respondido em 09/11/2023 10:22:18 
 
Explicação: 
 
 
 
2a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2018 - Adaptado). A Mecânica dos Fluidos é a ciência que estuda o 
comportamento físico dos fluidos, assim como as leis que regem esse comportamento, seja 
dinâmico ou estático. Em um tubo em U, colocam-se dois fluidos imiscíveis de densidades 
distintas, d_1>d_2, como na Figura. 
 
Fonte: CESGRANRIO - Petrobras - 2018 - Químico(a) de Petróleo Júnior. 
Dadas as diferenças de níveis de altura h1ℎ1 e h2ℎ2, qual a razão entre as 
densidades d1/d2�1/�2? 
 
 1+h2h11+ℎ2ℎ1 
 (1+h2+h−1)/2(1+ℎ2+ℎ−1)/2 
 1+h2/h11+ℎ2/ℎ1 
 1+h1/h21+ℎ1/ℎ2 
 2h2/h12ℎ2/ℎ1 
Respondido em 09/11/2023 10:29:05 
 
Explicação: 
 
PA(man)=PB(man)PA(man)=d2X1000XgX(h1+h2)PB(man)=d1X1000XgXh1Portanto:d1/d2=h1
+h2h1=1+h2/h1��(���)=��(���)��(���)=�2�1000���(ℎ1+ℎ2)��(��
�)=�1�1000���ℎ1��������:�1/�2=ℎ1+ℎ2ℎ1=1+ℎ2/ℎ1 
 
 
3a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(Fonte: IE/EA Exame de Admissão ao Estágio de Adaptação de Oficiais Engenheiros 
da Aeronáutica (EAOEAR) - Versão B, Processo seletivo público, aplicado em 2013, 
para o cargo de Engenharia Mecânica) 
 
De acordo com a mecânica dos fluidos, são leis básicas aplicadas ao estudo de 
qualquer fluido, exceto: 
 
 Segunda lei da termodinâmica. 
 Lei da conservação do momento linear. 
 
Lei da conservação de massa. 
 
Primeira lei da termodinâmica. 
 
Lei de conservação do momento angular. 
Respondido em 09/11/2023 10:29:47 
 
Explicação: 
A segunda lei da termodinâmica identifica o caminho das transformações naturais ou 
espontâneas, não fazendo parte do escopo da mecânica dos fluidos. 
 
 
4a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
Qual é o efeito representado na figura abaixo em que a água é liberada por uma 
comporta para um canal aberto? 
 
 
 Ressalto hidráulico 
 
Supercrítico 
 
Ganho energético 
 
Crítico 
 
Subcrítico 
Respondido em 09/11/2023 10:31:05 
 
Explicação: 
Efeito de dissipação de energia quando o fluido passa de um escoamento supercrítico para 
um escoamento subcrítico, denominado ressalto hidráulico. 
 
 
5a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2014 - Adaptada). Os conceitos da mecânica dos fluidos são 
extremamente importantes em diversas aplicações de engenharia. Ser capaz de 
expressar fenômenos por meio de descrições quantitativas é fundamental. Nesse 
contexto, a Análise Dimensional é um procedimento que permite a identificação de 
Grupos Adimensionais que são utilizados na orientação da realização de 
experimentos, visando a desenvolver correlações para a descrição de processos de 
transporte importantes em diversas operações industriais. 
Na Análise Dimensional, o Teorema dos Grupos Pi de Buckingham permite a 
 
 
determinação de um número de Grupos Adimensionais igual ao número de 
variáveis pertinentes na descrição do processo. 
 
obtenção de Grupos Adimensionais cuja composição independe do conjunto 
utilizado de variáveis pertinentes na descrição do processo. 
 
identificação de um número de Grupos Adimensionais que independe do 
número de dimensões básicas utilizadas na descrição dimensional das 
variáveis pertinentes na descrição do processo. 
 identificação de Grupos Adimensionais cuja composição (varáveis neles 
presentes) é uma função do número de variáveis utilizado na sua 
determinação. 
 identificação de um número de Grupos Adimensionais que independe do 
número de variáveis pertinentes na descrição do processo. 
Respondido em 09/11/2023 10:33:42 
 
Explicação: 
Na formulação do Teorema Π de Buckingham, n representa o número total de variáveis 
pertinentes ao processo, m é o número dimensões fundamentais empregadas na descrição 
das variáveis que afetam o processo e (n ¿ m) grupos adimensionais Π independentes, que 
podem ser identificados. 
 
 
6a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2012 - Adaptado). A Mecânica dos Fluidos é a ciência que estuda o 
comportamento físico dos fluidos, assim como as leis que regem esse 
comportamento, seja dinâmico ou estático. 
 
Fonte: CESGRANRIO - Petrobras - 2012 - Engenheiro(a) Júnior Naval. 
 
Uma bola esférica com 0,5 m3 de volume e 400 kg de massa é mantida submersa 
em água salgada (ρ = 1025kgm3), utilizando-se de um cabo de aço e uma poita, 
conforme esquematizado na figura acima. 
Considerando a hipótese de que a boia, o cabo e a poita estão, perfeitamente, 
centralizados e alinhados verticalmente, qual o valor da força, em kN, exercida sobre 
o cabo? 
 
 
 
1375. 
 
1500. 
 1125. 
 
1000. 
 1250. 
Respondido em 09/11/2023 10:35:14 
 
Explicação: 
Considerando o equilíbrio de forças na boia 
FE = Qboia + Fcabo 
Fcabo = 1025 X 0,5 X 10 - 400 X 10 = 1125kN 
 
 
7a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
A equação de Euler para a componente z de um fluido Newtoniano em regime permanente de 
escoamento é escrita como: 
 
 p(∂w∂t+u∂w∂x+v∂w∂y+w∂w∂z)= − ∂p∂z + pgz�(∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�)= 
− ∂�∂� + ��� 
 p(u∂w∂x+v∂w∂y+w∂w∂z)= − ∂p∂x + pgz�(�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�)= − ∂�∂� + 
��� 
 p(u∂v∂x+v∂v∂y+w∂v∂z)= − ∂p∂y − pgz�(�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�)= − ∂�∂� − �
�� 
 p(u∂u∂x+v∂u∂y+w∂u∂z)= − ∂p∂z − pgz�(�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�)= − ∂�∂� − �
�� 
 p(u∂w∂x+v∂w∂y+w∂w∂z)= − ∂p∂z + pgz�(�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�)= − ∂�∂� + 
��� 
Respondido em 09/11/2023 10:37:12 
 
Explicação: 
Equação de Navier-Stokes para fluido Newtoniano: 
 
ρD→VDt= − →▽p + →▽⋅→tij + p→g���→��= − ▽→� + ▽→⋅�→�� + ��→ 
A equação de Euler não considera os efeitos viscosos: 
 
ρD→VDt= − →▽p+p→g���→��= − ▽→�+��→ 
Para a componente z: 
 
ρ(∂w∂t+u∂w∂x+v∂w∂y+w∂w∂z)�(∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂�) 
Em regime permanente: 
ρ(u∂w∂x+v∂w∂y+w∂w∂z − ∂p∂z+pgz)�(�∂�∂�+�∂�∂�+�∂�∂� − ∂�∂�+���) 
 
 
8a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
Considere o diagrama de energia específica E em função da profundidade y de um 
canal aberto, conforme a representação abaixo, em que (1) e (2) representam as 
profundidades recíprocas. 
 
Referente a esse canal, assinale a opção correta. 
 
 
Para o ponto (2), Fr<1. 
 
O escoamento em (1) é supercrítico. 
 Para o ponto (2), Fr>1. 
 
Para o ponto (1), Fr=1. 
 
O escoamento em (2) é subcrítico. 
Respondido em 09/11/2023 10:37:41 
 
Explicação: 
Pontos (1) e (2) são pontos de profundidades recíprocas. (1) Fr<1 (escoamento subcrítico) 
e (2) Fr>1 (escoamento supercrítico). 
 
 
9a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
 (CESGRANRIO - 2011 - Adaptada). Os conceitos da mecânica dos fluidos são 
extremamente importantes em diversas aplicações de engenharia. Ser capaz de 
expressar fenômenos por meio de descrições quantitativas é fundamental. Nesse 
contexto, a relação entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação para um fluido 
foi estabelecida em reômetro de cilindros concêntricos. Verificou-se que o modelo "lei 
de potência" (ou de Ostwald-Waele) descreve satisfatoriamente a dependência entre 
aquelas grandezas com índice de comportamento n igual a 0,70. 
 
No Sistema Internacional, o índice de consistência m associado é expresso em 
 
 kg ∙ m-1 ∙ s-0,3 
 
kg ∙ m ∙ s1,7 
 kg ∙ m2 ∙ s-0,7 
 
kg-1 ∙ m-1 ∙ s0,3 
 
kg-1 ∙ m ∙ s0,7 
Respondido em 09/11/202310:37:45 
 
Explicação: 
 
 
 
10a 
 Questão / 
Acerto: 0,0 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2009 - Adaptado). A Mecânica dos Fluidos é a ciência que estuda o 
comportamento físico dos fluidos, assim como as leis que regem esse 
comportamento, seja dinâmico ou estático. 
 
Fonte: CESGRANRIO - TERMOMACAÉ LTDA - 2009 - Engenheiro(a) de 
Termelétrica Júnior Mecânica. 
 
Durante um ensaio em laboratório, um bloco de massa m, largura L e altura h0 é 
ajustado a um canal aberto, conforme a figura acima. Considerando que o coeficiente 
de atrito entre a base do bloco e a base do canal seja μ, e desprezando o atrito das 
laterais do bloco com o canal, a altura de fluido (com massa específica ρ) necessária 
para retirar o bloco do repouso é expressa por: 
 
 h>hoℎ>ℎ� 
 h>√ 2μmpL ℎ>2μ��� 
 h>√ μmpLℎ>μ��� 
 h>√ 4μmpL ℎ>4μ��� 
 h>√ μm2pLℎ>μ�2�� 
Respondido em 09/11/2023 10:38:00 
 
Explicação: 
No equilíbrio das forças: 
 
μX(mXg)=pgXh2X(hXL)h=√ 2μmpL μ�(���)=���ℎ2�(ℎ��)ℎ=2μ���