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MÔNICA E. C. DEYLLOT
CCE1006 - BASES FÍSICAS PARA
ENGENHARIA
Bases físicas para engenharia 
CONTEÚDO DESTA AULA
Mecânica dos fluidos
Propagação de calor
Escalas termométricas
Eletrostática
Eletrodinâmica
Noções de eletromagnetismo
Bases físicas para engenharia 
MECÂNICA DOS FLUIDOS
BASES FÍSICAS – Mônica Deyllot
Bases físicas para engenharia 
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
CONCEITOS BÁSICOS:
Massa específica
ρ = Massa/Volume
[ ρ ] = kg/m³
Pressão
p = Força/Área
[ p ] = N/m² = Pa (pascal)
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
CONCEITOS BÁSICOS:
Massa específica
ρ = Massa/Volume
[ ρ ] = kg/m³
Pressão
p = Força/Área
[ p ] = N/m² = Pa (pascal)
HIDROSTÁTICA
Pressão no líquido
Plíq = ρ.g.h
Pressão absoluta
Pabs = Plíq + Patm
Princípio de Pascal
F1 / A1 = F2 / A2
Princípio de Arquimedes
Paparente = Preal - Empuxo
E = ρ.V.g (dados do fluido deslocado)
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MECÂNICA DOS FLUIDOS
CONCEITOS BÁSICOS:
Massa específica
ρ = Massa/Volume
[ ρ ] = kg/m³
Pressão
p = Força/Área
[ p ] = N/m² = Pa (pascal)
HIDROSTÁTICA
Pressão no líquido
Plíq = ρ.g.h
Pressão absoluta
Pabs = Plíq + Patm
Princípio de Pascal
F1 / A1 = F2 / A2
Princípio de Arquimedes
Paparente = Preal - Empuxo
E = ρ.V.g (dados do fluido deslocado)
HIDRODINÂMICA
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
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Ex2. O fluido do recipiente abaixo 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. 
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Ex2. O fluido do recipiente abaixo 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. 
Resposta: 1,215 x 105 Pa
b) Caso o fluido seja trocado por água, qual será a nova diferença de pressão?
Resposta: 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, como mostra a figura abaixo.
 
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: Vazão=3,14 x 10-2 m3/s, velocidade= 25 m/s.
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CALOR = ENERGIA EM TRÂNSITO
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MODOS DE PROPAGAÇÃO DE CALOR
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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.
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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.
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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 FEBRE.
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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, multiplica-se o número 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.
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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
E1 = k.q1 / d2
Força elétrica
F12 = k.q1.q2 / d2
F12 = E1.q2 
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E uma vez estando na presença de um campo elétrico e tendo caminho possível para se locomover, então a carga entrará em movimento. (Como nos circuitos elétricos)
Req = R1 + R2 + R3
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3
Corrente elétrica 
ELETRODINÂMICA
Campo elétrico
Diferença de Potencial
Circuitos elétricos 
U = R.i
Pot = U.i
Pdis = r.i2
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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.
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ELETROMAGNETISMO
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
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
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 )
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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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