Lista 3 (FETRANS)

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FENÔMENOS DE TRANSPORTE 
LISTA 3 
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1) A água escoa dentro de um tubo, como mostra a figura abaixo, com uma 
taxa de escoamento de 0,10 m 3 /s . O diâmetro no ponto 1 é 0,4 m. No 
ponto 2, que está 3,0 m acima do ponto 1, o diâmetro é 0,20 m. Se o ponto 
2 está aberto para a atmosfera, determine a diferença de pressão entre o 
ponto 1 e o ponto 2. 
 
 
 
2) A água se move com uma velocidade de 5 m/s através de um cano com 
uma área de seção transversal de 4 cm2. A água desce 10 m gradualmente, 
enquanto a área do cano aumenta para 8 cm2. 
 
a) Qual é a velocidade do escoamento no nível mais baixo? 
b) Se a pressão no nível mais alto for 1,5 x 105 Pa, qual será a pressão no 
nível mais baixo? 
 
3) Sobre a asa de um avião de área A, o ar escoa a uma velocidade vc, sob 
a asa (também área A), a velocidade do ar é vb. Mostre que, nessa situação 
simplificada, a equação de Bernoulli prediz que a magnitude L da força de 
sustentação na asa será 
( ),
2
1 22
bc vvAL −= ρ 
Onde ρ é a densidade do ar. 
 
4) Se a velocidade de escoamento, passando debaixo de uma asa, é 110 
m/s, que velocidade do escoamento na parte de cima criará uma diferença 
de pressão de 900 Pa entre as superfícies de cima e de baixo? Considere 
a densidade do ar ρ=1,3 x 10-3 g/cm3. 
 
5) Um avião tem asas de área (cada uma) 10 m2. A uma certa velocidade do 
ar, a velocidade do escoamento na superfície superior na asa é 48 m/s e 40 
m/s na inferior. Qual é a massa do avião? Suponha que o avião viaje a 
velocidade constante, que a densidade do ar é 1,2 kg/m3 e que o efeito de 
sustentação associado à fuselagem e à cauda seja pequeno. 
 
 
 
 
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6) Em um furacão, o ar (densidade 1,2 kg/m3) passa sobre o telhado de uma 
casa a uma velocidade de 110 km/h. 
 
a) Qual a diferença de pressão entre a parte de dentro e a de fora, que tende 
a arrancar o telhado? 
b) Qual seria a força exercida em um telhado de 90 m2? 
 
7) Na tubulação convergente da figura, calcule a vazão em volume e a 
velocidade na seção 2 sabendo que o fluido é incompressível. 
 
 
 
 
8) Uma mangueira de diâmetro de 2 cm é usada para encher um balde de 
20 litros. a) Se leva 1 minuto para encher o balde. Qual é a velocidade com 
que a água passa pela mangueira? b) Um brincalhão aperta a saída da 
mangueira até ela ficar com um diâmetro de 5 mm, e acerta o vizinho com 
água. Qual é a velocidade com que a água sai da mangueira? 
9) Se um vento de 30 m/s atua paralelamente sobre o telhado plano de uma 
casa com 175 m 2 ; a) qual é a diferença de pressão entre o lado interno e o 
lado externo da casa? (Suponha que a pressão interna é a pressão 
atmosférica.); b) Qual é a força sobre o telhado devido à diferença de 
pressão? Considere a densidade do ar ρ=1,3 x 10-3 g/cm3. 
 
10) Uma quantidade de água escoa em uma tubulação e dois pontos A e B, 
que se encontram na mesma horizontal, são analisados. Verifica-se que no 
ponto A, a pressão é de 3 atm e a velocidade do fluido é de 20 m/s. No ponto 
B a pressão cai pela metade devido a um “estrangulamento” na tubulação, 
que reduz o diâmetro da secção transversal para 20 cm. Com base nestes 
dados, determine o valor da vazão no ponto B. 
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11) Na tubulação abaixo ocorre o escoamento de água do ponto 1 ao ponto 
2. A área da secção transversal em 1 é de 13 m2 e a velocidade da água é 
de 10 m/s. A tubulação sofre uma redução de 3 m2 em sua área de secção 
transversal, de modo que a diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 é de 
4,5 x 10-2 atm . Determine a altura h’. 
 
 
 
 
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1) 34.735 Pa 2) a) 2,5 m/s b) 259.375 Pa 3) demonstração 
4) 103,5 m/s 5) 844 kg 6) a) 558,15 Pa b) 50.233,5 N 
7) 5 x 10-3 m3/s e 10 m/s 8) a) 1,05 m/s b) 16,8 m/s 
9) a) 585 Pa b) 102.375 N 10) 0,83 m3/s 11) 3 m 
 
 
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