Exercícios II - Fenômenos

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Lista de Exercícios Propostos - 02 
 
 
 
Propriedades dos Fluidos 
 
 
 
 
 
 
Fenômenos de Transporte I 
 
 
 
 
Aluno: ________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
Segundo Semestre 2013_2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1. Um corpo pesa 1000 lbf quando exposto à gravidade padrão da Terra g = 32,174 ft/s2. Determinar: 
 
a) A massa em kg? 
 
b) O peso deste corpo em N se ele está exposto à aceleração padrão da lua g 
(lua) = 1,62 m/s2? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Um recipiente pesa 2,9lbf quando vazio. A massa do recipiente e seu conteúdo são de 1,95 slug. 
Achar o peso da água no recipiente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3. Um tanque plástico de 3,0kg que tem um volume de 0,2m3 está cheio de água. Considerando que a 
massa específica da água é 1000kg/m3, determine o peso do conjunto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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4. Determine a massa e o peso do ar contido num compartimento cujas dimensões são 6m x 6m x 
8m. Considere a massa específica do ar igual a 1,16kg/m3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5. A densidade do mercúrio é ρ = 26,3slug/ft3 e a aceleração da gravidade na lua é g = 5,47ft/s2, 
determinar: 
� A gravidade específica do mercúrio 
� Volume específico do mercúrio em kg/m3 
� Peso específico do mercúrio na terra em lbf/ft3 
� Peso específico do mercúrio na lua em lbf/ft3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. A viscosidade cinemática e a densidade de um líquido são, respectivamente, iguais a 
3,5x10-4 m2/s e 0,79. Determinar a viscosidade absoluta do líquido no Sistema Internacional e no 
Sistema Inglês. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. Água escoa em tubo com um diâmetro de 50 mm. Determinar o valor máximo da velocidade 
média para o qual o escoamento seria laminar. São conhecidos: 
=OH2ρ 3999m
kg
 
=OH2µ 
31010,1 −x
2
.
m
sN
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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8. O ar nas condições normais escoa através de um cano de 1 pol. de diâmetro. A velocidade média é 
de l pé/s. O escoamento é compressível ou incompressível? 
 
M = v/c 
 
M 〈 0,3 ⇒ Escoamento é incompressível 
 
 M 〉 0,3 ⇒ Escoamento é compressível 
 
 somV = 340,29 m/s - (No nível do mar) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9. Uma placa infinita é movimentada sobre uma segunda placa em uma camada de líquido conforme 
mostra figura. Para um espaço “d” pequeno entre as placas, supõe-se uma distribuição linear de 
velocidades no líquido. As propriedades dos fluídos são: 
 
� 65,0=µ centipoise 
� =d 0,88 
 
 
Determinar: 
 
(a) A viscosidade dinâmica do fluído em lbf s/ft2 
(b) A viscosidade cinemática em m2/s 
(c) A tensão de cisalhamento em lbf/ ft2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
x 
y 
d = 0,3 mm 
V = 0,3 m/s 
 
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10. Uma placa de 1,0m de lado e 20N de peso desliza em uma rampa de plano inclinado de 30° sobre 
um filme de óleo. A velocidade da placa é de 2,0m/s. A espessura de filme de óleo é de 2mm. 
Determinar a viscosidade dinâmica do óleo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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11. Num tear, o fio é esticado passando por uma fieira e é enrolado num tambor com velocidade 
constante, conforme mostra figura abaixo. Na fieira, o fio é lubrificado e tingido por uma tinta 
especial. A máxima força que pode ser aplicada ao fio sem o fio se romper é de 1,0N. Se o 
diâmetro do fio é de 0,5mm e o diâmetro da fieira de 0,6mm e sendo a rotação do tambor de 
30,0rpm, determinar a máxima viscosidade da tinta e o momento necessário no eixo do tambor 
nestas condições. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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12. Um bloco pesando 10 Ibf e tendo dimensões de 10 pol. em cada lado é puxado para cima numa 
superfície inclinada sobre a qual há um filme de óleo SAE 10 a l00 F (µ = 3,7x10-2 N.s/m2. Se a 
velocidade do bloco é de 5 pés/s e o filme de óleo tem uma espessura de 0.001 pol., calcular a 
força requerida para puxar o bloco. Supor como linear a distribuição de velocidades no filme de 
óleo. A superfície tem uma inclinação de 15◦ em relação à horizontal. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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13. Um óleo com peso específico 820 N/m3 e viscosidade cinemática 8,5x10-6 m2/s escoa sobre uma 
placa plana conforme mostra figura abaixo. Sabendo-se que a função da velocidade em relação à 
espessura do óleo é representada pela equação ν = -50y2 + 20y com a velocidade em m/s e a 
variação da espessura do óleo em y metro, determinar a tensão de cisalhamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
d 
y 
Placa Fixa 
 
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14. Um eixo com 25 mm de diâmetro é puxado num mancal cilíndrico conforme mostra a figura 
abaixo. O espaço entre o eixo e o mancal, com folga igual a 0,3 mm, está preenchido com um óleo 
que apresenta viscosidade cinemática igual a 8,0x10-4 m2/s e densidade 0,91. Determinar a força 
F necessária para imprimir ao eixo uma velocidade de 3,0 m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Mancal 
Mancal 
Óleo 
Lubrificante 
Eixo 
0,5 m 
 
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15. A figura abaixo mostra uma placa móvel localizada entre duasplacas fixas. O espaço entre as 
placas é preenchido com fluídos que apresentam viscosidades dinâmicas diferentes. Determinar a 
força por unidade de área que deve ser aplicada à placa móvel para que ela tenha uma velocidade 
constante e igual a 4m/s. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 e1=3mm 
 e2=6mm 
smv 4= FForça
r
⇔ 
2
2 .02,0 msN=µ 
2
1 .01,0 msN=µ 
 
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16. Uma câmara de pneu com volume interno igual a 0,09m3 contém ar na temperatura de 21˚c e 
pressão de 30 lbf/in2 Abs. Determinar a massa específica e peso do ar contido na câmara do pneu, 
dado R ar = 287 m
2/s2k. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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17. A câmara de um dirigível de grande porte apresenta volume igual a 90000m3 e contém hélio 






=
Ks
m
R
2
2
2077 na pressão de 110 Kpa (abs) e C°15 . Determinar a massa específica e o peso 
total do hélio. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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18. Um cilindro de ar comprimido apresenta volume igual a 2,38x10-2m3. Determinar a massa 
específica e peso do ar contido no cilindro quando sua pressão e temperatura forem 
respectivamente p=441,3 kpa e T = 21˚c. Dado: R = 287 m2/s2k. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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19. Um tubo de vidro de 0,6mm de diâmetro é mergulhado em um copo a 20°c. Determinar a 
ascensão capilar da água no tubo. Dados: mNs /073,0=σ , ângulo de contato 
o0=φ , densidade 
da água 3/1000 mkg=ρ , aceleração da gravidade 281,9 s
mg = 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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20. Um tubo de vidro de 0,03in de diâmetro é mergulhado no querosene. Determinar a ascensão 
capilar da água no tubo. Dados: 
ft
lbf
s 00192,0=σ , ângulo de contato 
o26=φ , densidade da 
água 32,51 ft
lbm=ρ , aceleração da gravidade 22,32 s
ft
g =