Mecânica dos Fluido

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VANDERSON FERREIRA PACHECO
Climatologia e MeteorologiaClimatologia e Meteorologia Mecânica dos Fluido
São Luís
2024
INTRODUÇÃO
Mecânica dos Fluido
Viscosidade cinemática (ν) por comodidade e por outras razões que aqui não serão expostas, convém dar um nome ao quociente μ /ρ que, muitas vezes, aparecerá no decorrer do estudo. Viscosidade cinemática é o quociente entre a viscosidade dinâmica e a massa específica.
Das unidades, verifica-se que o nome — viscosidade cinemática — deve-se ao fato de essa grandeza não envolver força, mas somente comprimento e tempo, que são as grandezas fundamentais da Cinemática. 1.10 Fluido ideal Fluido ideal é aquele cuja viscosidade é nula. Por essa definição conclui-se que é um fluido que escoa sem perdas de energia por atrito. É claro que nenhum fluido possui essa propriedade; no entanto, será visto no decorrer do estudo que algumas vezes será interessante admitir essa hipótese, ou por razões didáticas ou pelo fato de a viscosidade ser um efeito secundário do fenômeno. 1.11 Fluido ou escoamento incompressível diz-se que um fluido é incompressível se o seu volume não varia ao modificar a pressão. Isso implica o fato de que, se o fluido for incompressível, a sua massa específica não variará com a pressão. É claro que na prática não existem fluidos nessas condições. Os líquidos, porém, têm um comportamento muito próximo a esse e na prática, normalmente, são considerados como tais. Mesmo os gases em certas condições, em que não são submetidos a variações de pressão muito grandes, podem ser considerados incompressíveis. Um dos exemplos práticos é o estudo de ventilação, em que, em geral, essa hipótese é aceitável. É importante compreender que nenhum fluido deve ser julgado de antemão. Sempre que ao longo do escoamento a variação da massa específica ρ for desprezível, o estudo do fluido será efetuado pelas leis estabelecidas para fluidos incompressíveis. 1.12 Equação de estado dos gases quando o fluido não puder ser considerado incompressível e, ao mesmo tempo, houver efeitos térmicos, haverá necessidade de determinar as variações da massa específica ρ em função da pressão e da temperatura. De uma maneira geral, essas variações obedecem, para os gases, a leis do tipo ƒ (ρ, p, T) = 0 denominadas equações de estado.
Logo, a componente horizontal que age em qualquer superfície é igual à força horizontal que age numa superfície plana, projeção daquela sobre um plano vertical. Por razões de equilíbrio, a direção deve ser a mesma. Como já se aprendeu a determinar módulo e ponto de aplicação em superfícies planas, a solução em relação a A'B' resolve o problema da superfície genérica AB. 2.12.2 Componente vertical A componente vertical pode ser obtida considerando o volume contido entre uma superfície qualquer AB e sua projeção no plano da superfície livre do líquido (Figura 2.22b). Esse volume está em equilíbrio estático. Se a pressão na superfície for atmosférica, as únicas forças verticais serão o peso G do volume e Fy devido à pressão na superfície AB. Logo: Fy = G Como essas são as únicas forças verticais agentes, por razões de equilíbrio Fy e G devem ter a mesma direção. Como o peso tem de passar pelo CG do volume, então Fy será vertical e sua direção passará por aquele ponto. A força vertical exercida por um gás é igual ao produto da pressão pela projeção dessa superfície sobre uma superfície horizontal. No caso de a superfície não conter líquido acima dela, a noção não se altera. A força vertical será igual ao peso do volume de líquido imaginário contido entre a superfície e o nível da superfície livre
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