Listas Mecânica dos Fluidos - Manometria - Hidrostática

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MF - Lista 02 - Hidrostática.docx
Lista de Exercício - 2 Hidrostática (Fox)
A maioria das grandes barragens possuem comportas que podem ser erguidas para dar vazão ás águas de cheias ou abaixadas para armazenar água. A comporta da figura desliza contra placas em cada lado e sua massa é de 5.000 kg. (3.46)
Determinar o empuxo da água nesta comporta.
Se o coeficiente (coeficiente de atrito) = 0,4 entre a comporta e seus batentes, determinar a magnitude da força, R, necessária para manter a comporta em movimento.
R: (a) 44,1kN; (b) 66,7kN
A medida que a água sobe do lado esquerdo da comporta retangular. Esta se abre automaticamente. A que altura d’água acima da articulação se dá a abertura? Desprezar o peso da comporta. (3.53)
R: 
A comporta da figura é articulada em H e mede 2m de largura no plano perpendicular ao do diagrama. Calcular a força aplicada em A para mantê-la fechada. (3.56)
R: FA = 32,7 kN
A comporta mostrada na figura mede 3,0 m de largura e, para fins do problema, pode ser considerada sem massa. A que profundidade de água ficará esta comporta retangular em equilíbrio sendo de 60° seu ângulo sobre a horizontal. (3.58)
R: d= 2,66 m
Certa comporta com 2000kg de massa esta assentada com articulação sem atrito ao longo de sua borda inferior. A largura do reservatório e da comporta (perpendicular ao plano da figura) é de 8m. Para o equilíbrio nas condições mostradas, calcular a altura b da comporta. (3.60)
R: b=6,15 m
Uma comporta vertedora, em forma de arco circular, mede w m de largura. Determinar: 
A magnitude e o sentido da componente vertical do empuxo, devidos a qualquer fluido, atuando na comporta;
O ponto de aplicação do empuxo resultante na comporta, devido a qualquer fluido. (3.74)
R:gwR²/4; x’ = 4R/3
A comporta parabólica da figura mede 2m de largura. Determine a magnitude e a linha de ação do empuxo horizontal que nela atua para c= 0,25 m-1. (3.64)
R: FRx= 39,2 kN; y’=2/3.
MF - Lista 01 - Manometria.docx
Lista de exercícios – 1 (Fox 3. Ed)
Partículas muito pequenas movimentando-se em um fluido sofrem certa resistência proporcional ás suas velocidades. Considere a partícula de peso W lançada em um fluído. Ela experimentará certa resistência (arrasto), k.V, em que V é sua velocidade. Determinar o tempo necessário pela partícula para acelerar, do repouso, a 95% de sua velocidade final, Vp, em termos de k, W e g.
R: t=3W/(gk)
Nitrogênio líquido é embarcado em um reservatório cilíndrico com D=0,25m de diâmetro e L=1,3m de altura. O gás no seu interior está sob pressão absoluta de 20 Mpa a 20°C. Calcular a massa do gás no reservatório. Se a tensão máxima permitida nas paredes deste reservatório for de 210 Mpa, determinar a espessura teórica mínima de suas paredes.
R:m=1,47kg; e=11,9mm.
O campo de velocidades , em que a = b = 1s-1, pode ser considerado como representação do escoamento em uma curva em ângulo reto. Determinar a equação de suas linhas de corrente. Construa algumas linhas no primeiro quadrante, inclusive a que passa pelo ponto (x,y) = (0;0).
R: y.xb/a = C
Um eixo com diâmetro externo de 18 mm gira a 20 rps no interior de um mancal radial de 60mm de comprimento. Uma delgada película de óleo de 0,2 mm de espessura preenche a folga anular entre o eixo e o mancal. O torque necessário para girar o eixo é de 0,036 N.m. Estimar a viscosidade do óleo contido na folga.
R: 0,208Pa.s
Um bloco com massa de 2 kg, medindo 0,2 m2 desliza em um plano inclinado de 30° em relação ao plano horizontal e sobre uma delgada película de óleo SAE 30, a 20°C. A película tem 0,02 mm de espessura e o perfil da distribuição de velocidades é aproximadamente, linear. Calcule a velocidade do bloco.
R: V=0,0025m/s
O numero de Reynolds, importante parâmetro nos fenômenos do escoamento de fluidos viscosos, é definido pela equação:
Em e µ são, respectivamente, a densidade e a viscosidade do fluido, V, a velocidade e L o comprimento. Expresse cada variável em termos de suas dimensões básicas. Mostre que o número de Reynolds é adimensional.
Um fio magnético deve ser recoberto com verniz isolante por meio de tração através de uma fieira circular com 0,9mm de diâmetro. O diâmetro do fio é de 0,8 mm e desliza centrado na fieira. O verniz (µ= 20 centipoise) enche completamente o espaço entre o fio e a fieira ao longo de 20mm. O fio é puxado com velocidade de 50m/s. Determinar a força necessária para puxar o fio.
R: F=1,01N