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Fenômenos de Transporte- Prof. Celso P. Fernandes Exercícios – Lista 1 1) Duas placas planas paralelas em repouso estão separadas por uma distância de 1 cm. Uma terceira placa delgada é colocada e submetida a uma velocidade constante de 0,40 m/s no óleo que preenche o espaço entre as placas em repouso. Esta placa em movimento tem dimensões de 0,40 m x 0,80 m e está localizada como mostrado na figura. Tendo o óleo viscosidade de 0,120 Kg/m s, determinar qual é a força necessária para puxar a placa. 2) Um eixo com diâmetro de 25mm é puxado através de um mancal cilíndrico por uma força de 286N (veja- se figura) a uma velocidade constante de 3m/s. Um óleo lubrificante preenche a folga entre o mancal e o eixo. O diâmetro interno do mancal é de 31mm. Assumindo um perfil linear de velocidades no óleo, determinar a viscosidade do óleo. 3) Um torque T é aplicado em um eixo cilíndrico de diâmetro “d” que gira no interior de um mancal cilíndrico de diâmetro “D”(veja-se figura) com uma velocidade angular constante . Um óleo newtoniano de viscosidade µ preenche a folga entre o mancal e o eixo. Assumindo um perfil linear de velocidades no óleo, obter a equação para o torque T em função de µ, , d, D e L (o comprimento do mancal). 4) Considere o sistema mostrado na figura. Sabendo-se que a diferença de pressão AB pp é igual a 97,4KPa determine o valor de H. 5) Determine a pressão manométrica no ponto C (veja-se a figura), se as densidades dos líquidos A, B e C são respectivamente CBA e , . O tanque à esquerda está aberto para a atmosfera e as diferenças de altura estão indicadas na figura. 6) No aparato mostrado, as regiões envolvendo A e B são ocupadas por água. O fluido na região hachurada é um óleo de densidade relativa 0,8. São dados: h1=300mm, h2=200mm e h3=600mm. a) Determinar a diferença de pressão pA-pB. b) se a pressão manométrica em A for de 48,63 kPa e a pressão atmosférica for de 730mmHg calcular a pressão absoluta em A em metros de água. 7) A comporta retangular CD mostrada na figura tem 2 m de comprimento e 1,8 m de largura (perpendicular ao plano do papel). Ela é articulada (sem atrito) em C. Para as condições de equilíbrio mostradas na figura determinar o peso da comporta. O ângulo é tal que cos é igual a 3/5 e sen é igual a 4/5. 8) A comporta mostrada é articulada em H e seu peso é desprezível. A sua largura (normal ao plano da figura) é de 2 m. Determinar a força F requerida em A para manter a comporta fechada. 9) Um tanque aberto contém uma separação com uma comporta articulada em A (veja-se figura). A comporta retangular tem 4m de comprimento por 2m de largura e possui um bloqueador na sua parte superior que a impede de se movimentar para o lado esquerdo do tanque. O tanque da direita contém gasolina, cuja densidade relativa é de 0,7 a uma profundidade de 4m. Água é adicionada lentamente ao tanque da esquerda. Determine a profundidade h a partir da qual a comporta se abrirá. 10) Um densímetro é um indicador de densidade relativa, sendo o valor dado pelo nível no qual a superfície livre intercepta a haste que flutua num líquido. A marca 1,0 é o nível determinado quando em água destilada. Tem-se um densímetro cujo volume imerso em água destilada é de 15 cm3 e cuja haste cilíndrica tem 6 mm de diâmetro. Este densímetro é utilizado, veja-se figura, em uma solução de ácido nítrico cuja densidade relativa é de 1,5. Determinar a distância h, da superfície livre até a marca 1,0. 11) Um reservatório cilíndrico contém água e possui uma comporta de formato circular e massa negligenciável cujo diâmetro é igual a 0.1 m. A comporta está localizada no fundo do reservatório (veja-se figura) sendo sustentada, por meio de um fio, por um flutuador de diâmetro igual a 0.2m, posicionado como mostrado. O flutuador é feito de um material cuja densidade é igual a 167 Kg/m3. Calcular a altura "h" desse flutuador de modo que o sistema permaneça em equilíbrio. Desconsidere o atrito entre a comporta e o fundo do reservatório. 12) Uma viga de madeira que pesa 18N é articulada em A tendo 2,7m de comprimento e seção transversal uniforme de 9cm2 de área, veja-se figura. Determine o ângulo na posição de equilíbrio da viga. Obs: a força de empuxo (flutuação) passa pelo centróide do corpo submerso. 13) Uma placa de massa negligenciável fecha a abertura circular (diâmetro de 0,3m) de um tanque contendo água e ar. Um bloco de concreto de densidade igual a 2400Kg/m3, tendo um volume de 0,05m3, é suspenso por um fio fixado na placa e está completamente imerso na água. À medida que se aumenta a pressão do ar (através da fonte de ar pressurizado) a leitura h no manômetro também aumenta. Determine o valor de h a partir do qual a placa subirá, desobstruindo a abertura do tanque. Negligenciar o peso da coluna de ar nos cálculos de pressão. No exterior de todo o aparato reina a pressão atmosférica.