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BASES FÍSICAS PARA ENGENHARIA
MÔNICA DEYLLOT
MECÂNICA DOS FLUIDOS
BASES FÍSICAS – Mônica Deyllot
HIDRODINÂMICA
HIDROSTÁTICA
CONCEITOS BÁSICOS:
Massa específica
ρ = Massa/Volume
[ ρ ] = kg/m³
Ex. ρagua=1,0 .103kg/m3
Pressão
p = Força/Área
[ p ] = N/m² = Pa (pascal)
Ex. patm = 1,013 .105 Pa
Pressão no líquido
Plíq = ρ.g.h
Pressão absoluta
Pabs = Plíq + Patm
Princípio de Pascal
F1 / A1 = F2 / A2
Princípio de Arquimedes
E = ρ.g.V (dados do fluido deslocado)
Paparente = Preal - Empuxo
Quando o fluido é ideal...
Vazão volumétrica
Q = dV / dt
Q = A.v
Equação de continuidade
A1.v1 = A2.v2
Quando trata-se de gases...
Equação de Clapeyron
P.V = n.R.T
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Ex1. Para erguer um carro de 1200kg é utilizado um elevador hidráulico como o da figura ao lado. Sabendo que a área do pistão menor é 1/30 da área do pistão maior, calcule a força F1 que é necessária para suspender o veículo.
Resposta: 400N
Ex2. O fluido do recipiente ao lado é álcool etílico (ρ = 810 kg/m3) e as profundidades hA e hB são, respectivamente, 10m e 25m.
calcule a diferença de pressão que há entre esses dois pontos. 
b) Caso o fluido seja trocado por água, qual será a nova diferença de pressão?
Respostas:
1,215 x 105 Pa
b) 1,500 x 105 Pa
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Ex.3 Um cubo de certo material foi suspenso por um dinamômetro e verificou-se a marca de 200N na escala do instrumento. Logo em seguida o cubo foi totalmente submerso em água e, com o mesmo dinamômetro, verificou-se a marca de 120N. Calcule o volume e a aresta do cubo. 
Resposta: O volume é 8,0 x 10-3 m3 e a aresta é 2,0 x 10-1 m.
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Ex.4 Uma tubulação de 20cm de diâmetro sofre um estrangulamento e passa a ter 4cm de diâmetro. Sabendo que ela transporta água de modo laminar, e que a velocidade de entrada no tudo é 1,0 m/s; calcule a vazão do escoamento e a velocidade no trecho com menor diâmetro.
Resposta: A vazão é 3,14 x 10-2 m3/s e a velocidade será 25 m/s.
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CALOR = ENERGIA EM TRÂNSITO
TEMPERATURA 
AGITAÇÃO MOLECULAR
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Ex.5 Ao aquecermos uma panela no fogão, o fundo da panela e a água dentro dela são aquecidos, prioritariamente, por que processos de transmissão de calor?
Resposta: O fundo da panela por condução e a água por convecção.
Ex.6 Leo sentiu-se mal durante o dia e ao verificar a temperatura do seu corpo, o termômetro marcou a temperatura igual a 102°F. Determine o valor dessa temperatura em graus Celsius.
Como Tc=5∙(TF-32)/9 Tc = 5∙(102 – 32)/9 Tc = 38,89°C.
Leo sentiu-se mal porque sua temperatura de 38,89°C indica estado febril.
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ESTUDOS SOBRE CARGAS ELÉTRICAS
Todo corpo é formado por átomos (prótons, elétrons e nêutrons).
Se no de prótons = no de elétrons
Então o corpo é neutro.
Se no de prótons ≠ no de elétrons
Então o corpo está carregado.
O cálculo da quantidade de carga será feito por:
Q = n·e
Ou seja, multiplaca-se o números de prótons (ou elétrons) em excesso no corpo, pela carga elementar (1,602 x 10-19C).
Para eletrizar um corpo, ou seja, para quebrar a igualdade numérica entre prótons e elétrons, pode-se usar pelo menos um dos três processos: 
Atrito;
Contato;
- Indução.
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Havendo CARGA sempre há CAMPO! Mas uma carga não sente o próprio campo, ela sente o campo de outra carga! Quando uma carga está sob o campo de outra carga, elas interagem e então há força eletrostática entre elas.
ELETROSTÁTICA
Campo elétrico
Corrente elétrica 
E1 = k.q1 / d2
ELETRODINÂMICA
Força elétrica
Campo elétrico
Diferença de Potencial
F12 = k.q1.q2 / d2
F12 = E1.q2 
Circuitos elétricos 
U = R.i
Pot = U.i
Pdis = r.i2
Req = R1 + R2 + R3
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
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Ex7. Duas partículas com cargas de sinais opostos estão separadas no vácuo por uma certa distância. Nessa distância a força de atração entre elas vale 20N. O que acontece com a força de interação eletrostática se a distância entre as cargas dobrar? Defina os sinais das cargas.
Resposta: A força cairá para um quarto da original, ou seja, valerá 5N. As cargas têm sinais opostos.
Ex 8. Numa resistência elétrica, aplica-se uma tensão de 90V. Qual é a potência dissipada, sabendo-se que a corrente que passa por ela é de 30mA? 
Resposta: 2,7W
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Ex9. Uma fem ideal de 40,0V é associada a três resistores (3Ω, 6Ω e 8Ω) de modo que
 apenas o de maior resistência recebe a corrente total do circuito. Calcule a corrente que passa
pelo resistor de 8 Ω. 
Resposta: 4,0 A.
ELETROMAGNETISMO
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Magnetita -  minério que atrai certos metais
Ímãs:
- possuem dois polos, Norte e Sul, que são inseparáveis;
- polos de mesmo nome se repelem e de nome diferente se atraem;
- são fontes naturais de campo magnético;
- linhas de campo imaginárias saem do polo Norte e entram no polo Sul; 
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ELETROMAGNETISMO
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A Terra se comporta como um grande ímã, cujo polo norte magnético localiza-se na região sul geográfica e cujo polo sul magnético está localizado na região norte geográfica. 
Processos de imantação:
- por atrito (sempre no mesmo sentido)
- por impacto (vibração mecânica)
- por indução
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ELETROMAGNETISMO
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Descoberta de Oersted
Geração de campo magnético:
 - ímã permanente
 N
S
 - corrente elétrica
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ELETROMAGNETISMO
Solenoide - armazena energia sob forma de campo magnético
Solenoides têm muitos usos na engenharia!
 ( válvulas de solenoide, alto-falantes )
Ex.9 Julgue as afirmações como verdadeiras ou falsas:
Ao quebrar um ímã ao meio obtemos dois ímãs unipolares, um com polo sul e outro com polo norte.
II. Ao redor de um fio condutor percorrido por corrente contínua, há um campo magnético variável.
III. Ao colocarmos uma bússola próxima a um fio condutor, percorrido por corrente alternada, observaremos a agulha da bússola oscilar.
IV. O pólo Norte terrestre corresponde a um pólo sul magnético.
Resposta:
I – F
II – F
III – V
IV - V
 
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