Laboratório MecFlu - 1

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Disciplina: Mecânica dos Fluidos 1 – Prática 
Prof. Elie Luis Martínez Padilla 
 
 
Experiência No 1 
 
Determinação Experimental do Centro de Pressão de uma 
Superfície Submersa 
 
1. Objetivo 
 
Comprovar experimentalmente a teoria da hidrostática, para o caso particular de uma superfície 
parcialmente ou totalmente submersa. 
 
2. Desenvolvimento teórico 
 
A figura 1 ilustra a montagem experimental e a notação utilizada: 
 
 
 
 
 
a = 10,0 cm 
b = 7,5 cm 
d = 10,0 cm 
L = 27,5 cm 
 
 
 
 
 
Figura 1. Esquema da montagem e notação. 
 
2.1 Superfície completamente imersa 
 
2.1.1 Cálculo da força hidrostática (demonstrar no relatório!), 
 
cgF gh Aρ= (1) 
2
= −cg
dh h 
 
2.1.2. Cálculo do centro de pressão teórico 
 
cp cg cph h y= − (2) 
sen
0xycp
cg
I
x
h A
θ
= − =
 
senxx xx
cp
cg cg
I I
y
h A h A
θ
= − = − 
d 
b 
x 
y 
cg 
cp 
hcp hcg 
ycp 
Figura 2. Completamente imersa 
hcp hcg d h 
P b 
y 
x 
L 
a 
Universidade Federal de Uberlândia 
Faculdade de Engenharia Mecânica 
 
Laboratório de 
Ensino em Fenômenos de Transporte 
 
 
3
12xx
bdI = , A bd= . 
 
2.1.3. Centro de pressão experimental 
 
Pelo equilíbrio de momento 
 
( )[ ] ( )[ ]cpcp hdhabd2dhghdhaFmgL +−−




−=+−−= ρ 
 
( )[ ]dha
bd
2
dh
mLhcp −−−






−
=
ρ
 (3) 
 
 
2.2 Superfície parcialmente imersa 
 
2.2.1 Cálculo da força hidrostática, 
 
cgF gh Aρ= (4) 
2
=cg
hh
 
 
2.2.2. Cálculo do centro de pressão teórico 
 
 
cp cg cph h y= − (5) 
 
0=cpx 
= −
xx
cp
cg
I
y
h A
, 
3
12
=xx
bhI , bhA = 
 
 
2.2.3. Centro de pressão experimental 
 
( )[ ] ( )[ ]cpcp hhdahb2hghhdaFmgL +−+=+−+= ρ 
 
..................
..
cph = (6) 
 
 
3. Equipamento experimental 
 
• Bancada hidráulica base, 
• Aparato de hidrostática. 
 
4. Procedimento experimental 
 
Será explicado no laboratório. 
 
 
 
d 
b 
x 
y 
h
 cp 
cg 
Figura 3. Parcialmente imersa 
Tabela 1. Dados coletados e calculados. 
Medida Massa [gr] h [mm] A[m2] Ixx[ ] 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
8 
9 
10 
 
5. Resultados 
Tabela 2. Cálculo do centro de pressão, usando ..................ρ = 
Medida hcg [m] ycp [m] F [N] hcpt teórico hcpe exp. erro [%] 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
7 
 8 
9 
10 
 
• Traçar uma curva do centro de 
pressão experimental ( cpeh ) em 
função do centro de pressão teórico 
( cpth ), Gráfico 1, ajustar uma 
equação utilizando-se o método dos 
mínimos quadrados e calcular o 
ângulo de inclinação da reta obtida; 
qual o ângulo esperado? e porque? 
• Explicar porque o centro de pressão 
está sempre abaixo do centróide e 
dar explicações para os possíveis 
erros observados. 
 
6. Relatório 
 
Elaborá-lo segundo as recomendações. 
 
7. Bibliografia 
 
Procurar no setor de mec. dos fluidos e 
fenômenos de transporte da biblioteca. Gráfico 1.