Lista 1 Mecânica dos Fluidos - Prof. Helder UniBH Resolvida

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Antes de resolver esta lista, recomendo que você leia o capítulo 1 do 
livro do Fox. 
Lista de Exercícios – 01 
 
1) Explique com suas palavras o conceito fundamental de Mecânica dos 
Fluidos e cite pelo menos 3 situações que você julgue que a mecânica 
dos fluidos pode ser importante na vida de um engenheiro. 
 
Mecânica dos Fluidos é o estudo dos fluidos em repouso ou em 
movimento. Ela tem sido tradicionalmente aplicada em áreas tais como o 
projeto de sistemas de canal, diques e represas, projeto de bombas, 
compressores e tubulações. 
 
2) O que diferencia sólido de fluido? 
Fluido é uma substância que se deforma continuamente soba a ação de 
uma tensão cisalhante tangencial não importando o seu valor. 
Sólido sofre deformação plástica e elástica. 
 
3) Defina e explique resumidamente os métodos de análises de problemas 
na mecânica dos fluidos. 
Baseiam-se na forulmação de integração e derivação tomando como 
início o conceito de sistema e volume de controle. 
 
4) Qual a diferença entre volume de controle e sistema? 
Volume de controle é definido como uma quantidade fixa e indetificável 
de massa. 
Sistema de controle é um volume arbitrário no qual o fluido escoa. 
 
5) Enuncie com suas palavras as leis básicas que regem a mecânica dos 
fluidos: Conservação da Massa, segunda lei do movimento do 
Newton, primeira e segunda lei da termodinâmica e o princípio da 
quantidade do movimento angular. 
Conservação da Massa: a massa de entrada é igual a massa de saída. 
2ª Lei de Newton: , ou seja, a velocidade do fluido é 
diretamente relacionada a proximidade do fluido com as paredes do 
recipiente que o contém. 
1ª Lei da Termodinâmica: as ações são irreversíveis. 
Quantidade de Movimento Angular: Sistema x Volume de Controle e 
Formulação de Integração e Derivação 
 
6) Um tanque esférico de diâmetro 500cm contém oxigênio comprimido 
a 7MPa e 25ºC. Qual a massa de oxigênio que ocupa esse tanque? 
Dados: 
 
 
 
 Vamos primeiro calcular o volume da esfera com a esquação 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(massa/Massa molar) 
Para este problema utilizaremos a equação 
 
A massa é 
 
7 Para cada grandeza física listada a seguir, indique as dimensões usando 
massa como dimensão primária e dê as unidades no SI e no sistema Inglês 
típicas: 
 
 
a) Potência 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade E.E:. 
 
 
 
Dimensão: 
 
 
 
 
b) Pressão 
 
 
 
 
 
Dimensão E.E.: 
 
 
 
 
 
 
Dimensão S.I.: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade S.I. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
c) Módulo de Elasticidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade SI: 
 
 
 
 
 
 
 
Unidade E.E.: 
 
 
 
 
 
 
 
d) Velocidade angular 
 
 
 
 
Unidade E.E. 
 
 
 
Dimensão: 
 
 
 
 
e) Energia 
 
Dimensão E.E.: 
 
 
 
Unidade E.E.: 
 
 
 
Dimensão S.I.: 
 
 
 
 
 
 
 
f) Momento de uma Força 
 
Dimensão S.I. 
 
 
 
 
 
 
Unidade S.I: 
 
 
 
Dimensão E.E.: 
Unidade: N.pol 
 
g) Quantidade de Movimento 
h) Deformação 
 
 
Deformação é admensional 
 
i) Quantidade de Movimento Angular 
 
 
 
Dimensão S.I.: 
 
 
 
 
 
 
Unidade S.I.: 
 
 
 
E.E: 
 
 
 
 
8) Deduza os seguintes fatores de conversão que: 
a. Converta uma pressão de 1psi para kPa 
 
 
 
b. Converta volume de 1litro para galões 
 
 
 
 
 
 
c. Converta viscosidade de 1lbf.s/ft² para N.s/m². 
Viscosidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9) Deduza os seguintes fatores de conversão: 
a. Converta viscosidade de 1m²/s para ft²/s 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b. Converta potência de 100W para horse power (HP) 
 
 
 
 
c. Converta energia específica de 1kJ/kg para Btu/lbm 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10) Para determinar a vazão de água a 20ºC por uma mangueira, um 
estudante constata que a mangueira enche um tambor de 208 litros em 
2 minutos e 37 segundos. Calcule a vazão em m³/s. 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
11) Para escoamento permanente a baixa velocidade (laminar) através de 
um tubo circular, a velocidade u varia com o raio e assume a seguinte 
forma: 
 
 
 
 
 
 ) 
Em que µ é a viscosidade do fluido e é a queda de pressão da entrada e 
da saída. Qual a dimensão da constante B? 
 
 
 
 
 
 ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dimensão: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12) Um corpo que pesa 250N na Terra, teria qual peso na Lua onde a 
gravidade é g=1,6m/s²? 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
13) Se força, comprimento e tempo são selecionados como dimensões 
fundamentais, as unidades de massa no sistema SI seriam escritas de 
qual forma? 
 
 
 
 
 
14) A viscosidade da água (µ água) a uma temperatura de 300 K vale 
2,09x10-5 slug/(ft.s). Calcule a viscosidade da água em unidades do 
SI. 
 
Dados: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15) Um fluido escoa por uma tubulação com uma velocidade média de 
9000 polegadas por hora (9,00x103 in/h). Obtenha a velocidade 
média do escoamento em unidades do SI. 
 
Dados: