Avaliação I - Individual - Hidraulica

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GABARITO | Avaliação I - Individual (Cod.:1600958)
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Prova 116154773
Qtd. de Questões 10
Acertos/Erros 10/0
Nota 10,00
Em reservatórios com descarga por tubulações, a conservação da massa estabelece que a vazão 
volumétrica descarregada corresponde à taxa de variação do volume no interior do tanque. Para um 
tanque com área de seção transversal constante, aplica-se a relação:
Q = A · v
em que Q é a vazão volumétrica, A é a área da superfície livre e v é a velocidade de descida do nível 
da água.
Fonte: FOX, R. W.; McDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. 
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
Água é descarregada de um tanque cúbico de 5 m de aresta por um tubo localizado na base. A vazão 
no tubo é constante e igual a 10 L/s. Determine a velocidade de descida da superfície livre da água e o 
tempo necessário para que o nível da água diminua 20 cm, e assinale a alternativa correta:
A A velocidade de descida da superfície livre é 4 × 10 · 4 m/s e o tempo correspondente é 250 s.
B A velocidade de descida da superfície livre é 3 × 10 · 4 m/s e o tempo correspondente é 500 s.
C A velocidade de descida da superfície livre é 6 × 10 · 5 m/s e o tempo correspondente é 450 s.
D A velocidade de descida da superfície livre é 5 × 10 · 4 m/s e o tempo correspondente é 350 s.
E A velocidade de descida da superfície livre é 4 × 10 · 4 m/s e o tempo correspondente é 500 s.
Em sistemas hidráulicos, a vazão volumétrica corresponde à taxa de escoamento de volume através de 
uma seção, sendo definida pela relação Q=V/t, em que Q representa a vazão, V o volume escoado e t 
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o intervalo de tempo considerado. Essa grandeza também pode ser expressa como Q = A·Vm, 
associando-a à área da seção transversal e à velocidade média do escoamento. A determinação da 
vazão é essencial para o dimensionamento de tubulações, reservatórios e máquinas hidráulicas, bem 
como para a análise operacional de sistemas de bombeamento.
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Uma bomba hidráulica possui capacidade de escoar água a uma vazão constante de 5 L/s. 
Considerando um reservatório com volume total de 12 m³, determine o tempo necessário para seu 
esvaziamento completo, e indique a alternativa correta:
A O tempo necessário para esvaziar o reservatório é igual a 40 minutos.
B O tempo necessário para esvaziar o reservatório é igual a 24 minutos.
C O tempo necessário para esvaziar o reservatório é igual a 42 minutos.
D O tempo necessário para esvaziar o reservatório é igual a 36 minutos.
E O tempo necessário para esvaziar o reservatório é igual a 30 minutos.
A equação de Bernoulli constitui uma expressão da conservação da energia mecânica aplicada ao 
escoamento de fluidos, sendo formulada em termos de cargas associadas à pressão, à velocidade e à 
elevação. Sua validade depende de hipóteses específicas, como escoamento permanente, fluido 
incompressível e ausência de dissipações significativas por atrito. Nessas condições, a soma das 
parcelas energéticas ao longo de uma linha de corrente pode ser interpretada como constante, 
permitindo a análise da interação entre pressão e velocidade no escoamento. A aplicação adequada da 
equação requer atenção às condições físicas do problema e à coerência das simplificações adotadas.
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Com base nos fundamentos e nas hipóteses de validade da equação de Bernoulli, analise as 
afirmativas a seguir:
I. O aumento da velocidade do escoamento ao longo de uma linha de corrente implica aumento da 
pressão piezométrica. 
II. A carga hidráulica total permanece constante ao longo de uma linha de corrente, indicando 
conservação da energia mecânica do fluido.
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III. A equação de Bernoulli é válida para qualquer escoamento, independentemente da presença de 
perdas por atrito ou de variações de compressibilidade.
IV. A equação de Bernoulli pode ser aplicada entre dois pontos situados sobre a mesma linha de 
corrente, desde que as hipóteses de validade estejam satisfeitas.
É correto o que se afirma em:
A I, II, III e IV.
B II e IV, apenas.
C III e IV, apenas.
D I, II e III, apenas.
E I, apenas.
Na análise científica e na engenharia, as grandezas físicas são descritas por meio de dimensões que 
permitem estabelecer relações quantitativas consistentes entre diferentes fenômenos. Essas dimensões 
podem ser classificadas como fundamentais, como massa, comprimento e tempo, ou derivadas, 
quando expressas a partir das fundamentais por meio de relações matemáticas. O Sistema 
Internacional de Unidades (SI) padroniza sete grandezas fundamentais e adota um sistema decimal 
com prefixos para múltiplos e submúltiplos, assegurando uniformidade na comunicação técnica e na 
formulação de modelos físicos. Essa padronização é essencial para a coerência dimensional das 
equações e para a validação de resultados experimentais e teóricos.
Fonte: HALLIDAY, D.; RESNICK, R.; WALKER, J. Fundamentos de física: mecânica. 10. ed. Rio 
de Janeiro: LTC, 2016.
Com base nos conceitos relativos ao Sistema Internacional de Unidades (SI), às dimensões 
fundamentais e às normas de escrita de unidades físicas, analise as alternativas a seguir e assinale a 
correta:
A A velocidade é classificada como dimensão fundamental no Sistema Internacional, pois é
diretamente mensurável em experimentos físicos.
B As abreviações das unidades no Sistema Internacional podem ser pluralizadas e acompanhadas
de ponto, desde que utilizadas em contexto técnico.
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C O sistema inglês apresenta padronização decimal semelhante à do Sistema Internacional,
diferenciando-se apenas pela nomenclatura das unidades.
D A unidade newton deve ser escrita com inicial maiúscula por derivar do nome de um cientista,
enquanto sua abreviação deve ser escrita com letra minúscula.
E O Sistema Internacional é estruturado com base em relações decimais entre múltiplos e
submúltiplos, utilizando prefixos padronizados aplicáveis a quaisquer unidades.
Para fluidos incompressíveis em regime permanente, a equação da continuidade estabelece que a 
vazão volumétrica permanece constante ao longo da tubulação, podendo ser expressa por:
Q = A · v
Em que Q representa a vazão volumétrica, A representa a área da seção transversal, e v representa a 
velocidade média. Em uma tubulação convergente, a redução da área implica aumento da velocidade, 
mantendo-se constante a vazão.
Considere a representação a seguir.
Fonte: FOX, R. W.; McDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. 
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
Em uma tubulação convergente, conforme ilustrado na figura fornecida, um fluido incompressível 
escoa em regime permanente. Com base na equação da continuidade, determine a vazão volumétrica 
na seção 2 e selecione a alternativa correta:
A A vazão volumétrica na seção 2 é igual a 25 L/s.
B A vazão volumétrica na seção 2 é igual a 10 L/s.
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C A vazão volumétrica na seção 2 é igual a 5 L/s.
D A vazão volumétrica na seção 2 é igual a 0,5 L/s.
E A vazão volumétrica na seção 2 é igual a 2,5 L/s.
A pressão atmosférica pode ser medida por meio de um barômetro de mercúrio, instrumento baseado 
no equilíbrio hidrostático entre a pressão exercida pela atmosfera e o peso da coluna de fluido. A 
relação fundamental da estática dos fluidos permite expressar essa condição como:
p = ρ g h
em que p representa a pressão, ρ a massa específica do fluido, g a aceleração da gravidade e h a altura 
da coluna líquida. Para o mercúrio, adota-se massa específica aproximada de 13600 kg/m³.Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Com base na relação de equilíbrio hidrostático apresentada no texto-base, determine o valor da 
pressão atmosférica correspondente a uma leitura de 760 mm em um barômetro de mercúrio, e 
assinale a alternativa correta:
Considere g = 9,81 m/s².
A A pressão atmosférica correspondente é igual a 1,01 × 105 Pa.
B A pressão atmosférica correspondente é igual a 2,11 × 106 Pa.
C A pressão atmosférica correspondente é igual a 2,41 × 10² Pa.
D A pressão atmosférica correspondente é igual a 1,21 × 10¹ Pa.
E A pressão atmosférica correspondente é igual a 2,23 × 105 Pa.
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Na mecânica dos fluidos, a viscosidade constitui uma propriedade fundamental para a descrição do 
escoamento, sendo expressa por meio das viscosidades dinâmica e cinemática. A viscosidade 
dinâmica relaciona-se à resistência interna do fluido ao cisalhamento, enquanto a viscosidade 
cinemática resulta da razão entre a viscosidade dinâmica e a massa específica, incorporando os efeitos 
da inércia do fluido. Essa relação evidencia que, para um mesmo valor de viscosidade dinâmica, 
variações na massa específica influenciam diretamente o comportamento do escoamento. Em gases, 
como o ar, a dependência dessas propriedades com a temperatura e a pressão torna-se relevante na 
análise de problemas de engenharia envolvendo escoamentos compressíveis e incompressíveis.
Fonte: FOX, R. W.; McDONALD, A. T.; PRITCHARD, P. J. Introdução à mecânica dos fluidos. 8. 
ed. Rio de Janeiro: LTC, 2014.
Com base nas informações apresentadas no texto-base e nos conceitos de viscosidade dinâmica e 
cinemática aplicados aos gases, analise as afirmativas a seguir:
I. A viscosidade cinemática do ar depende apenas da natureza do fluido, não sofrendo influência das 
condições termodinâmicas do escoamento.
II. A variação da massa específica do ar com a temperatura e a pressão implica que a viscosidade 
cinemática assume valores distintos da viscosidade dinâmica.
III. A viscosidade cinemática do ar resulta da razão entre a viscosidade dinâmica e a massa específica, 
sendo influenciada por variações de temperatura e pressão.
IV. A viscosidade cinemática do ar apresenta valor numérico igual ao da viscosidade dinâmica, pois a 
massa específica do ar não se altera com mudanças de estado termodinâmico.
É correto o que se afirma em:
A I, II, III e IV.
B III e IV, apenas.
C I, apenas.
D I, II e IV, apenas.
E II e III, apenas.
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Na mecânica dos fluidos, a relação entre massa, volume e massa específica é fundamental para a 
caracterização de substâncias empregadas em sistemas hidráulicos e industriais. A massa específica 
(ρ) é definida como a razão entre a massa (m) e o volume (V) ocupado pelo fluido, conforme a 
expressão:
Ρ = m ⁄ V
Esse conceito é amplamente aplicado na análise de óleos hidráulicos, permitindo o dimensionamento 
de reservatórios, a avaliação de escoamentos e o estudo do desempenho de sistemas de transmissão de 
energia. A correta interpretação dessas relações matemáticas é indispensável para a resolução de 
problemas práticos de engenharia.
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Com base na relação entre massa específica, massa e volume apresentada no texto-base, determine o 
volume ocupado por um óleo hidráulico cuja massa específica é igual a 700 kg/m³ e cuja massa é 
igual a 15 kg, e assinale a alternativa correta:
A O volume ocupado pelo óleo hidráulico é igual a 2,14 × 102 m³.
B O volume ocupado pelo óleo hidráulico é igual a 1,50 × 10-2 m³.
C O volume ocupado pelo óleo hidráulico é igual a 2,14 x 10-3 kg/m³.
D O volume ocupado pelo óleo hidráulico é igual a 1,50 × 102 m³.
E O volume ocupado pelo óleo hidráulico é igual a 2,14 × 10-2 m³.
Em problemas de mecânica dos fluidos, a determinação da massa de um fluido armazenado em um 
reservatório exige a correta aplicação das relações entre propriedades geométricas e físicas. Para 
reservatórios cilíndricos, o volume é obtido pela expressão V = π r² h, em que r representa o raio da 
base e h, a altura do reservatório. A massa do fluido pode então ser determinada a partir da relação 
fundamental m = ρ ⋅ V, sendo ρ a massa específica do fluido. A utilização adequada dessas expressões 
permite avaliar quantitativamente o conteúdo armazenado, aspecto essencial em aplicações de 
engenharia.
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Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Com base nas relações geométricas e físicas apresentadas no texto-base, determine a massa de 
gasolina armazenada em um reservatório cilíndrico de diâmetro igual a 2 m e altura igual a 4 m, 
considerando a massa específica da gasolina igual a 720 kg/m³, e selecione a alternativa correta:
A O reservatório contém uma massa de gasolina igual a 18095,56 kg.
B O reservatório contém uma massa de gasolina igual a 9047,78 kg.
C O reservatório contém uma massa de gasolina igual a 1047,78 kg.
D O reservatório contém uma massa de gasolina igual a 7047,78 kg.
E O reservatório contém uma massa de gasolina igual a 5047,78 kg.
A equação de Bernoulli expressa a conservação da energia mecânica ao longo de uma linha de 
corrente, sendo formulada em termos de cargas de pressão, velocidade e elevação. Sob hipóteses 
como escoamento permanente, fluido incompressível e ausência de perdas por atrito, a soma dessas 
parcelas permanece constante ao longo do escoamento. A adequada interpretação dessas condições é 
essencial para a aplicação correta da equação em problemas de engenharia, especialmente na análise 
de sistemas hidráulicos e escoamentos internos. A distinção entre variações espaciais e temporais das 
propriedades do fluido também constitui aspecto conceitual relevante na caracterização do regime de 
escoamento.
Fonte: ÇENGEL, Y. A.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos: fundamentos e aplicações. 3. ed. 
Porto Alegre: AMGH, 2015.
Com base nas informações apresentadas, avalie as asserções a seguir e a relação proposta entre elas:
I. Quando os efeitos de atrito e a compressibilidade do fluido são desprezíveis, a soma das cargas de 
pressão, velocidade e elevação ao longo de uma linha de corrente não permanece constante.
PORQUE
II. Em regime permanente, as propriedades do escoamento variam ao longo do tempo em um mesmo 
ponto do campo de escoamento.
A respeito dessas asserções, assinale a opção correta:
A A asserção I é uma proposição falsa e a II é uma proposição verdadeira.
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B A asserção I é uma proposição verdadeira e a II é uma proposição falsa.
C As asserções I e II são verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
D As asserções I e II são verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
E As asserções I e II são falsas.
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