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Mecânica dos Fluidos Prof. Leandro Filho Aula 04 – Exercícios 1) Determine o peso de um reservatório de óleo que possui uma massa de 825 kg. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 2) Se o reservatório do exemplo anterior tem um volume de 0,917 m3 determine a massa específica, peso específico e densidade do óleo. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 3) Se 6,0 m3 de óleo pesam 47,0 kN determine o peso específico, massa específica e a densidade do fluido. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 4) Um tanque de ar comprimido apresenta um volume igual a 2,38x10-2m3. Determine a massa específica e o peso do ar contido no tanque quando a pressão relativa do ar no tanque for igual a 340kPa. Admita que a temperatura do ar no tanque é 210C e que a pressão atmosférica vale 101,3kPa. A constante do gás para o ar é R=287 (J/kg K) Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 5) Um fluido tem uma viscosidade dinâmica de 5x10-3 N.s/m2 e uma massa específica de 0,85 kg/dm3. Determinar a sua viscosidade cinemática. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 6) Determinar a altura representativa de uma pressão de 500 KN m-2 em termos da altura de coluna de água de massa específica ρ=1000kg m-3, e em termos de altura de coluna de Mercúrio com massa específica ρ=13,6 ×103kg m-3. Utilizando p=ρgh. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 7) Em um reservatório contendo glicerina, temos: massa = 1200 kg e volume = 0,952 m³. Determine: a) peso da glicerina; b) massa específica da glicerina; c) peso específico da glicerina; d) densidade da glicerina. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 8) Determine a massa específica do ar que se encontra num reservatório com temperatura de 50°C, no qual existe um manômetro indicando uma pressão de 370 kPa. Propriedades dos Fluidos (Cap.2) 9) Duas grandes superfícies planas mantém uma distância H. O espaço entre elas esta preenchido com um fluido. Lei da Viscosidade de Newton (Cap.2) (a) Se o fluido for considerado não-viscoso (ideal) qual será a tensão de cisalhamento na parede da placa superior? (b) Se o perfil de velocidade for uniforme (1). Qual será a magnitude da tensão de cisalhamento na parede inferior comparada com a tensão de cisalhamento no centro das placas? (c) Se o perfil de velocidade for uma reta inclinada (2). Onde a tensão de cisalhamento será maior ? (d) Se o perfil de velocidade for parabólico (3): Onde a tensão de cisalhamento será menor ? Lei da Viscosidade de Newton (Cap.2) 10) Considerando um perfil parabólico de velocidade 𝑣 𝑦 = 𝑎 + 𝑏𝑦2 determinar: (a) O gradiente de velocidade; (b) A tensão de cisalhamento em y=0 e em y=-100mm. Considere um fluido com viscosidade dinâmica igual a 8.0×10-3 kg/ms. Lei da Viscosidade de Newton (Cap.2) 11) O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície sólida é dada por: 𝑈(𝑦) = 2𝑦2. Onde 𝑈(𝑦) é o perfil de velocidade em m/s e 𝑦 o afastamento da superfície em (m). O óleo apresenta viscosidade absoluta de 2×10-3Pa.s Determinar a tensão de cisalhamento a 20cm da superfície sólida. Lei da Viscosidade de Newton (Cap.2) 12) Um embolo de 100kg se move por gravidade no interior de um cilindro vertical. O diâmetro do êmbolo é de 200mm e o diâmetro do cilindro de 200,1mm. A altura do embolo é de 320mm. O espaço entre o embolo e o cilindro esta cheio de óleo com viscosidade dinâmica igual a 8,5 N.s/m2. Determinar a velocidade na descida considerando um perfil linear de velocidade (𝑑𝑢/𝑑𝑦 = 𝑢/𝑦). Lei da Viscosidade de Newton (Cap.2) 13) Qual será a máxima pressão relativa que poderá ser medido com o tubo piezométrico para uma altura de 1,5m. Considere a densidade do fluido igual a 8,5. Manometria (Cap.3) 14) Se utiliza uma manômetro tipo “U” para medir uma pressão de um fluido com massa especifica igual a 700kg/m3. O manômetro utiliza mercúrio com densidade igual a 13,6. Determinar: a) Pressão relativa em A quando h1=0,4m e h2=0,9m. b) Pressão relativa em A quando h1=0,4m e h2=0,1m. Manometria (Cap.3) 15) Observando a figura e os dados seguintes, determine: a) a massa específica do azeite de oliva; b) a densidade do azeite de oliva. Dados: d óleo = 0,89 , d mercúrio = 13,6 pressão absoluta no ponto F é igual a 231,3 kPa. Manometria (Cap.3) 16) Na figura apresentada a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 80cm² e 20cm² respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos e considere o sistema em equilíbrio estático. Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A é igual a 100kg, determine a massa do corpo colocado em B. Conceitos de Pressão (Cap.3) 17) O nível de água contida em uma caixa d’água aberta à atmosfera se encontra 10m acima do nível de uma torneira, determine a pressão de saída da água na torneira. Dados: γH2O= 10000N/m³, g = 10m/s². Conceitos de Pressão (Cap.3)
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