Lista I

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
Disciplina: Mecânica dos Fluidos – 4º período – 2024.1
Prof. Ivanilson Costa
Lista de exercícios I
1. (Questão baseada em Concurso da PETROBRAS – Engenharia de Equipamentos) Em
relação a algumas características dos fluidos, avalie as afirmativas a seguir como verdadeira
ou falsa. Não esqueça de justificar seu parecer.
I - Os fluidos newtonianos são aqueles em que a tensão de cisalhamento é diretamente
proporcional à taxa de deformação.
II - A lei de Newton da viscosidade para um escoamento unidimensional é dada por τ =
μ.dv/dy, onde τ é a tensão de cisalhamento, v é a velocidade e μ é a viscosidade cinemática.
III - Nos líquidos, a viscosidade aumenta com o aumento da temperatura, enquanto, nos
gases, a viscosidade diminui com o aumento da temperatura.
IV - Um fluido que se comporta como um sólido até que uma tensão limítrofe seja excedida
e, em seguida, exibe uma relação linear entre a tensão de cisalhamento e a taxa de
deformação, é denominado plástico de Bingham.
2. (Questão baseada em Concurso da PETROBRAS – Engenharia de Equipamentos) Segundo
a Lei da Viscosidade de Newton, para um fluido bem ordenado, no qual as partículas
movem-se retilineamente, em linhas paralelas, a tensão de cisalhamento em uma interface
tangente à direção do escoamento é proporcional à razão de variação da velocidade na
direção normal à interface. 
Acerca das propriedades dos fluidos newtonianos, julgue o item a seguir como verdadeiro ou
falso, com justificativa. 
“Todos os gases e a maioria dos líquidos simples são fluidos ditos newtonianos.”
3. (Questão baseada em Concurso da PETROBRAS – Engenharia de Equipamentos) Um
experimento consiste em um sistema de duas placas, sendo que uma está imóvel (v 1 = 0), e a
outra é puxada com uma força tangencial por unidade de área igual a 1,50 Pa. Um fluido
viscoso ocupa o espaço entre as duas placas que se situam a D = 2,0 cm uma da outra.
Devido à viscosidade do fluido, a placa de cima se move paralelamente à primeira com v 2 =
1,0 cm/s. A viscosidade η do fluido, em kg/(m.s), é (demonstre os cálculos):
(A) 100 
(B) 15 
(C) 3,0
(D) 1,5
(E) 0,010 
4. (Questão baseada em Concurso da TERMOAÇU – Engenharia de Equipamentos) A figura
abaixo ilustra um aparato experimental para se determinar a viscosidade absoluta de um
determinado óleo. A área de contato do bloco A com o filme de óleo é 100 cm2. 
Constatou-se que, quando o peso do bloco B é de 5 N e a espessura do filme de óleo é
0,0001 m, a velocidade do bloco A se estabiliza em 0,5 m/s. Nessas condições, e
considerando que o fluido seja newtoniano, a viscosidade do óleo, em N.s/m2, vale
(apresente os cálculos)
(A) 0,2 
(B) 0,1 
(C) 0,05
(D) 0,02
(E) 0,01 
5. (Questão baseada em Concurso da PETROBRAS – Engenharia de Equipamentos) Um fluido
é definido como uma substância que se deforma continuamente sob a ação de uma tensão
de cisalhamento. Não havendo tensão de cisalhamento atuante, não haverá deformação.
 
Considerando o comportamento de um elemento fluido situado entre duas placas infinitas
em que uma delas se move a velocidade constante, δu, sob influência de uma força
constante aplicada, δFx, a tensão de cisalhamento, τyx, aplicada ao elemento fluido é dada
por: 
em que δAy é a área do elemento fluido em contato com a placa. Durante um intervalo de
tempo δt, o elemento fluido sofre uma deformação cisalhante δα e a taxa de deformação do
fluido é dada por: 
Para expressar dα/dt em função de quantidades facilmente mensuráveis, pode-se
demonstrar que 
Assim, o elemento fluido, quando submetido à tensão de cisalhamento, τyx, sofre uma taxa de
deformação (taxa de cisalhamento) proporcional a du/dy, ou seja, 
em que a constante de proporcionalidade μ é denominada viscosidade absoluta. O
comportamento dos fluidos em relação à viscosidade permite classificá-los em newtonianos
e não-newtonianos. 
Com relação às informações acima, julgue os itens a seguir como verdadeiro ou falso. Não
esqueça de justificar.
A) Um fluido para o qual a tensão de cisalhamento é diretamente proporcional à taxa de
deformação é denominado fluido não newtoniano. 
B) Um fluido para o qual a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional à taxa de
deformação é denominado fluido newtoniano. 
C) Os fluidos não-newtonianos podem apresentar tanto comportamentos independentes
quanto dependentes do tempo.
D) Fluidos como o ar, a água e a gasolina são, em condições normais, classificados como
newtonianos.
E) Um fluido que se comporte como um sólido até que uma tensão mínima, τy, seja excedida
e, subsequentemente, passe a apresentar uma relação linear entre tensão e taxa de
deformação é denominado plástico Bingham, ou ideal. Suspensões de argila, lama de
perfuração e pasta dental são exemplos de substâncias com esse tipo de comportamento. 
6. O que é viscosidade? O que a causa nos líquidos e gases? Os líquidos ou os gases têm
viscosidade dinâmica maior?
7. Considere duas bolas de gude lançadas em dois recipientes idênticos, um cheio de água e
o outro de óleo. Qual das bolas atingirá o fundo do recipiente primeiro? Por quê?
8. Como a viscosidade dinâmica de (a) líquidos e (b) gases varia com a temperatura?
9. O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície é dada por v(y) = 3y².
Onde v(y) é o perfil de velocidade em m/s e y é o afastamento da superfície em metros. O
óleo apresenta viscosidade absoluta de 0,005 Pa.s. Determine a tensão de cisalhamento a
10 cm da superfície sólida.
10. Pedro, um jovem estudante, ingressou no curso de Bacharelado Interdisciplinar em
Ciência e Tecnologia da UFMA com uma mentalidade aberta e curiosa. Um dia, enquanto
explorava as diversas disciplinas oferecidas pelo curso, deparou-se com os conceitos iniciais
de Mecânica dos Fluidos. Ao perceber como os fluidos, desde a água até o ar, estão
presentes em quase todos os aspectos da vida cotidiana, ele ficou intrigado e começou a
questionar como esse conhecimento poderia ser aplicado nas engenharias. Ajude seu colega
de curso Pedro escrevendo um texto abordando a importância da Mecânica dos Fluidos na
Engenharia Civil (ou Engenharia Ambiental, ou Engenharia Elétrica).
11. (Questão baseada em Concurso da Universidade Federal do Ceará – Engenheiro
Mecânico) Uma placa plana de As = 1 m² de área superficial, sob ação de uma força de F = 5
N, desliza com velocidade de U = 5 m/s sobre outra placa em repouso, conforme mostrado
na figura abaixo. Entre as placas há um fino filme de líquido newtoniano de δ = 1 mm de
espessura. Estime a viscosidade do líquido nesta situação (apresente os cálculos).
A) 0,0001 Pa.s
B) 0,001 Pa.s 
C) 0,01 Pa.s
D) 0,1 Pa.s
E) 1 Pa.s 
12. (Questão baseada em Concurso da Universidade Federal do Ceará – Engenheiro
Mecânico) Em relação as propriedades dos fluidos, julgue as afirmativas a seguir ( justifique
sua resposta):
A) o peso específico do fluido independe da temperatura em que ele se encontra. 
B) a viscosidade cinemática dos fluidos independe da temperatura em que ele se encontra. 
C) a viscosidade dos líquidos é geralmente menor que a dos gases sob as mesmas condições.
D) a densidade do gás diminui quando submetido a uma compressão.
Prof. Ivanilson