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Conjunto de questões de mecânica dos fluidos com alternativas e respostas comentadas, abordando pressão hidrostática, equação da continuidade, tensão de cisalhamento, número de Reynolds, vazão por orifício e cálculos de volume e peso.

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Questões resolvidas

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Explicação: A pressão na base de um fluido é dada pela fórmula P = ρgh, onde ρ é a 
densidade, g a aceleração da gravidade (9,81 m/s²) e h a altura. Portanto, P = 800 kg/m³ * 
9,81 m/s² * 2 m = 15.696 Pa, que se arredondado dá 16.000 Pa. 
 
**6. Um fluido com densidade de 900 kg/m³ flui em um tubo horizontal que possui uma 
variação de diâmetro. Se a velocidade do fluido na seção maior é de 2 m/s e na seção 
menor é de 4 m/s, qual é a razão das áreas da seção transversal?** 
A) 1:2 
B) 2:1 
C) 1:1 
**Resposta correta: A) 1:2** 
Explicação: Aplicando a equação da continuidade, A1V1 = A2V2, onde V1 = 2 m/s e V2 = 4 
m/s. A razão das áreas é A1/A2 = V2/V1 = 4/2 = 2, logo A1:A2 = 1:2. 
 
**7. Um fluido em um canal aberto tem um nível d'água de 1,2 m. Qual é a pressão na 
superfície do fluido se a pressão atmosférica é de 100 kPa?** 
A) 100 kPa 
B) 101,2 kPa 
C) 99,2 kPa 
**Resposta correta: B) 101,2 kPa** 
Explicação: A pressão na superfície do fluido é igual à pressão atmosférica, já que a 
pressões hidrostáticas atuam a partir da superfície. Portanto, a pressão total será P_total 
= P_atm + ρgh com h = 0, mas como estamos interessados na superfície, a pressão é 
apenas P_atm = 100 kPa. 
 
**8. Um líquido com viscosidade 0,89 mPa.s está escoando em um tubo com um 
diâmetro interno de 0,03 m. Se a velocidade de fluxo é 1 m/s, qual é a tensão de 
cisalhamento no tubo? (Considere a densidade do líquido como 850 kg/m³)** 
A) 0,027 Pa 
B) 0,0225 Pa 
C) 0,035 Pa 
**Resposta correta: B) 0,0225 Pa** 
Explicação: A tensão de cisalhamento (τ) é dada pela fórmula τ = μ * (du/dy), onde μ é a 
viscosidade. Para um fluxo laminar em um tubo, (du/dy) pode ser aproximado como V/r, 
onde r é o raio. Logo, τ = μ * (V/r). Com r = 0,03/2 e substituindo os valores, você obtém τ = 
0,89 * (1/0,015) = 0,0225 Pa. 
 
**9. Um tubo de 1 metro de comprimento e 0,1 m de diâmetro presenta um escoamento 
em regime laminar com um fluido de viscosidade dinâmica de 0,001 Pa.s. Qual é o 
número de Reynolds se a velocidade de escoamento é de 0,5 m/s? (Considere a 
densidade do fluido como 1000 kg/m³)** 
A) 500 
B) 250 
C) 1000 
**Resposta correta: A) 500** 
Explicação: O número de Reynolds é dado por Re = (ρ * V * D) / μ, onde ρ é a densidade, V 
é a velocidade, D o diâmetro e μ a viscosidade. Substituindo os valores, temos Re = (1000 
* 0,5 * 0,1) / 0,001 = 500. 
 
**10. Em um tanque aberto, a altura do fluido é de 4 m. Se a vazão de efluente é de 0,005 
m³/s, qual é a velocidade de saída do fluido por um orifício na base, considerando um 
diâmetro de orifício de 0,02 m? (Considere o coeficiente de descarga como 0,6)** 
A) 1,0 m/s 
B) 2,0 m/s 
C) 3,0 m/s 
**Resposta correta: B) 2,0 m/s** 
Explicação: Primeiro, usamos a fórmula da vazão: Q = C_d * A * √(2gh). A área do orifício é 
A = π(0,02/2)². Substituindo na fórmula e resolvendo para V, obtemos V = Q / A, que 
fornece a velocidade. 
 
**11. Uma bancada de aquecimento retangular possui um comprimento de 1 m, largura 
de 0,5 m e profundidade de 0,3 m. Se o fluido tem uma densidade de 850 kg/m³, qual o 
peso do fluido quando a bancada estiver completamente cheia?** 
A) 127,25 N 
B) 145,80 N 
C) 120,65 N 
**Resposta correta: B) 127,25 N** 
Explicação: O volume do fluido V = comprimento × largura × profundidade = 1 m × 0,5 m × 
0,3 m = 0,15 m³. O peso é dado por P = ρgV, onde g = 9,81 m/s², então P = 850 kg/m³ × 9,81 
m/s² × 0,15 m³ = 127,25 N. 
 
**12. Um tubo com uma seção transversal não circular apresenta uma seção de 0,02 m² e 
um fluxo de 0,1 m³/s. Se o fluido é incompressível, qual será a velocidade média de 
escoamento?** 
A) 5 m/s 
B) 2 m/s 
C) 6 m/s 
**Resposta correta: A) 5 m/s** 
Explicação: A velocidade média do escoamento V é dada por V = Q/A. Substituindo os 
valores, temos V = 0,1 m³/s / 0,02 m² = 5 m/s. 
 
**13. Se um líquido injetado em um tanque está sob pressão de 200 kPa, qual é a altura 
de coluna de líquido (densidade 900 kg/m³) correspondente a essa pressão?** 
A) 22,5 m 
B) 20 m 
C) 25 m 
**Resposta correta: A) 22,5 m** 
Explicação: Usamos a fórmula P = ρgh para encontrar a altura h. Rearranjamos para h = P / 
(ρg). Assim, h = 200000 Pa / (900 kg/m³ * 9,81 m/s²) ≈ 22,5 m. 
 
**14. Um orifício de 0,025 m de diâmetro em um tanque cheio de água (densidade 1000 
kg/m³) apresenta uma vazão de 0,003 m³/s. Qual é a pressão necessária na superfície do 
fluido para garantir essa vazão?** 
A) 20 kPa 
B) 25 kPa 
C) 15 kPa 
**Resposta correta: A) 20 kPa** 
Explicação: A vazão Q é relacionada à pressão pela fórmula Q = C_d * A * √(2P/ρ). 
Rearranjando para P, temos P = (Q / (C_d * A))² * ρ/2. Ao usar A = π(0,025/2)² e C_d = 0,6, 
encontramos P. 
 
**15. Um recipiente está cheio de um líquido com viscosidade 0,005 Pa.s. Qual é o 
comportamento do líquido se for submetido a uma tensão de cisalhamento constante?** 
A) A pressão aumenta linearmente 
B) O líquido se comporta como um fluido newtoniano 
C) O líquido se comporta como um fluido não-newtoniano

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