MECÂNICA DOS FLUIDOS - valiando o aprendizado

Prévia do material em texto

Disc.: MECÂNICA DOS FLUIDOS 
Aluno(a 
Acertos: 2,0 de 2,0 
 
 
 
1a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 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 
 
 
obtenção de Grupos Adimensionais cuja composição independe do conjunto 
utilizado de 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. 
 
determinação de um número de Grupos Adimensionais igual ao número de 
variáveis pertinentes na descrição do processo. 
 
identificação de um número de Grupos Adimensionais que independe do 
número 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. 
Respondido em 04/12/2023 16:35:51 
 
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. 
 
 
2a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 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+h1/h21+ℎ1/ℎ2 
 1+h2h11+ℎ2ℎ1 
 (1+h2+h−1)/2(1+ℎ2+ℎ−1)/2 
 2h2/h12ℎ2/ℎ1 
 1+h2/h11+ℎ2/ℎ1 
Respondido em 04/12/2023 16:38:08 
 
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: 0,2 / 0,2 
 
(Fonte: Fundação CESGRANRIO, Petrobras. Processo seletivo público, aplicado em 
18/12/2005, para o cargo de Engenheiro(a) Naval Júnior) 
Em um escoamento sem viscosidade, incompressível e permanente no plano x e y, 
as componentes de velocidade na direções x e y são dadas, respectivamente, por u 
= -x2 e v = x2 + 4xby. Se a distribuição de força de campo é dada por →g�→ = -
g →J�→ e a massa específica é ρ = 1000kg/m3, então, o valor de b é igual a: 
 
 0,5 m-1s-1 
 
2 m-1s-1 
 
4 m-1s-1 
 
-4 m-1s-1 
 
-2 m-1s-1 
Respondido em 04/12/2023 16:41:49 
 
Explicação: 
A equação da continuidade deve ser satisfeita. Portanto 
 
∂u∂x + ∂v∂y=0∂�∂� + ∂�∂�=0 
 
 
4a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - PETROBRAS, Processo seletivo público, 
aplicado em 07/05/2006, para o cargo de Engenheiro(a) de Equipamentos Júnior - 
Mecânica) 
Em uma tubulação horizontal, de diâmetro interno D constante e comprimento L, 
escoa um fluido incompressível com velocidade média V. A tubulação possui uma 
válvula parcialmente aberta, que equivale, nesta situação, a um comprimento de tubo 
igual a 10 D. O fator atrito em função do número de Reynolds do escoamento e da 
rugosidade relativa da tubulação vale f. Por motivos operacionais, a válvula deverá 
ser manipulada de forma a reduzir a vazão à metade, mas a diferença de pressão 
entre as duas extremidades da tubulação deve ser mantida constante. Para que isso 
ocorra, supondo o fator de atrito constante, o novo comprimento equivalente da 
válvula (Le / D) será igual a 
 
 
L + 40D 
 
5L/D + 40 
 
L/D + 20 
 
L + 20D 
 3L/D + 40 
Respondido em 04/12/2023 16:43:46 
 
Explicação: 
 
 
 
5a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 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, uma equação dimensionalmente homogênea com sete variáveis pode ser 
reduzida a grupos adimensionais independentes, utilizando-se o teorema de 
Buckingham para termos pi. Se o número mínimo de dimensões básicas necessárias 
para descrever tais variáveis corresponde a três, quantos termos pi adimensionais 
podem ser identificados? 
 
 
Dois 
 
Três 
 
Cinco 
 Quatro 
 
Seis 
Respondido em 04/12/2023 16:44:52 
 
Explicação: 
Para esse sistema: 
n = 7 e m = 3 
Pelo teorema Π de Buckingham são gerados (n-m) grupos adimensionais independentes 
 
 
6a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
(CESGRANRIO - 2008 - 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 - 2008 - Engenharia Mecânica. 
Um carrinho-tanque se move sobre uma pista ligeiramente inclinada em relação à direção 
horizontal. Em um determinado instante, constata-se que a superfície livre do líquido no 
interior do tanque está paralela à base do reservatório, conforme indicado na figura. Nesta 
condição, relativamente à pista, o veículo está 
 
 
Subindo com velocidade constante. 
 
Descendo com velocidade constante. 
 
Subindo com aceleração constante. 
 
Descendo com desaceleração constante. 
 Subindo com desaceleração constante. 
Respondido em 04/12/2023 16:45:09 
 
Explicação: 
A análise vetorial das equipotenciais deve estar de acordo com a superfície de nível do líquido. 
 
 
7a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
(Fonte: IE/EA Exame de Admissão ao Estágio de Adaptação de Oficiais Engenheiros da 
Aeronáutica (EAOEAR) - Versão A, Processo seletivo público, aplicado em 2009, para o cargo 
de Engenharia Mecânica) 
 
As equações de Navier-Stokes são as equações que descrevem o escoamento de um fluido. 
Para fluidos Newtonianos com propriedades constantes, a equação de N-S pode ser escrita 
conforme apresentada abaixo: 
ρ[→∂V∂t+(→V⋅→▽)→V]= − →▽p + μ→▽2→V + p→g�[∂�→∂�+(�→⋅▽→)�→]= − ▽→
� + �▽2→�→ + ��→ 
Seguindo a ordem das parcelas, da esquerda para a direita, cada termo da equação de 
Navier-Stokes corresponde a: 
 
 
Forças de inércia, forças de pressão, aceleração local, aceleração convectiva, 
forças. 
 
Aceleração total, forças de pressão, forças de inércia, forças gravitacionais. 
 
Forças de inércia, aceleração total, forças de pressão, forças viscosas, forças 
gravitacionais. 
 
Aceleração local, aceleração substantiva, forças de pressão, forças viscosas, forças 
gravitacionais. 
 Aceleração local, aceleração convectiva, forças de pressão, forças viscosas, forças 
gravitacionais. 
Respondido em 04/12/2023 16:47:03 
 
Explicação: 
A opção correta é: Aceleração local, aceleração convectiva, forças de pressão, forças viscosas, 
forças gravitacionais. 
ρ[→∂V∂t+(→V⋅→▽)→V]= − →▽p + μ→▽2→V + p→g�[∂�→∂�+(�→⋅▽→)�→]= − ▽→� 
+ �▽2→�→ + ��→ 
 
 
8a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 0,2 
 
(Fonte: Fundação CESGRANRIO - PETROBRAS, Processo seletivo público, 
aplicado em 28/08/2011, para o cargo de Engenheiro(a) Naval Júnior) 
Um fluido incompressível com peso específico γ = 7,72kN/m3, em regime 
permanente, escoa através do tuboventuri apresentado abaixo. 
 
São conhecidas a velocidade do fluido e a área da seção transversal do venturi na 
seção (1). Se a queda de pressão entre as seções (1) e (2) é de 62 kPa e g = 
9,81m/s2, a perda de carga nesse na seção convergente do venturi é igual a 
 
 
0,875 m 
 
1,22 m 
 
0,637 m 
 0,271 m 
 
0,400 m 
Respondido em 04/12/2023 16:47:50 
 
Explicação: 
 
 
 
9a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 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, apenas. 
 X e Z, apenas. 
 
Y e Z, apenas. 
 
X e Y, apenas. 
 
X, Y, Z 
Respondido em 04/12/2023 16:48:42 
 
Explicação: 
 
 
 
10a 
 Questão / 
Acerto: 0,2 / 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>√ μm2pLℎ>μ�2�� 
 h>√ μmpLℎ>μ��� 
 h>√ 4μmpL ℎ>4μ��� 
Respondido em 04/12/2023 16:49:16 
 
Explicação: 
No equilíbrio das forças: 
 
μX(mXg)=pgXh2X(hXL)h=√ 2μmpL μ�(���)=���ℎ2�(ℎ��)ℎ=2μ���