aula 01 mec flu

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Aula 01 – Definição e propriedades dos fluidos
1.1 Introdução
Ciência que estuda o comportamento físico dos fluidos, assim como as leis que regem esse 
comportamento.
Aplicações na Engenharia:
• escoamento de fluidos em canais e condutos,
• lubrificação,
• esforços em barragens,
• corpos flutuantes,
• máquinas hidráulicas,
• ventilação,
• aerodinâmica,
• etc.
1.2 Conceitos fundamentais e definição de fluido
Definição simples:
“Fluido é uma substância que não tem uma forma própria, assume o formato do recipiente.”
Figura 1.1: Vemos que fluidos assumem o formato do recipiente 
Experiência de duas placas: força tangencial e definição de fluidos.
Uma definição, apesar de mais complexa, permite construir uma estrutura lógica que será de grande 
utilidade para o desenvolvimento da Mecânica dos Fluidos.
Figura 1.2: (a) Um sólido preso entre duas placas planas, uma inferior fixa e outra superior solicitada
por uma força tangencial (na direção do plano da placa). (b) O sólido se deforma angularmente até
alcançar uma nova posição de equilíbrio estático: as tensões internas equilibram a força externa
aplicada. 
Figura 1.3: (a) Um fluido é colocado entre as placas. Se a placa superior adquire velocidade , os
pontos em contato com a placa superior terão a mesma velocidade . Os pontos do fluido em contato
com a placa fixa ficarão parados junto a ela. É o princípio da aderência: os pontos de um fluido, em
contato com uma superfície sólida, aderem aos pontos dela, com os quais estão em contato.
A experiência das duas placas permite a distinção entre sólidos e fluidos. Os sólidos se deformam 
limitadamente sob a ação de pequenos esforços tangenciais. Os fluidos se deformam continuamente 
sem alcançar uma nova posição de equilíbrio estático.
Podemos dizer que 
Fluído é uma substância que se deforma continuamente, quando submetida a uma força tangencial 
constante qualquer.
ou
Fluido é uma substância que se submetida a uma força tangencial constnate, não atinge uma nova 
configuração de equilíbrio estático.
 1.3 Tensão de Cisalhamento – Lei de Newton da viscosidade
Figura 1.4 
Figura 1.4: Uma força aplicada sobre uma superfície de área A pode ser decomposta segundo a
direção normal à superfície e a da tangente, dando origem a uma componente normal e outra
tangencial. 
Define-se tensão de cisalhamento média como sendo o quociente entre o módulo da componente 
tangencial da força e a área sobre a qual está aplicada.
(1.1)
As unidades mais utilizadas para essa grandeza serão o kgf/m² do sistema MK*S (técnico), o 
dina/cm² (CGS) e o N/m² (SI).
Figura 1.5: 
• é uma força externa, aplicada na placa, é equilibrada por forças internas (devido ao princípio
da aderência já citado) ao fluido.
• é a velocidade final da placa.
• em (b) a diferença sendo não nula, sugere uma espécie de atrito entre as camadas do 
fluido. Devido à velocidade relativa, , há o aparecimento de , de direção oposta a .
Newton descobriu que em muitos fluidos a tensão de cisalhamento ( ) é proporcional ( ) ao gradiente 
da velocidade, isto é, à variação da velocidade com . Veja figura 1.5 (c).
Lei de Newton da viscosidade:
ou constante (1.2)
Os fluidos que obedecem a essa lei são ditos fluidos newtonianos.
Os fluidos que obedecem à Equação 1.2 são a grande maioria, como água, ar, óleo, etc. Os restantes, 
chamados não-newtonianos, não serão abordados neste estudo, sendo objeto apenas de estudos mais 
especializados.
Tarefa (entregar):
Vimos que fluidos newtonianos obedecem a Lei de Newton da viscosidade:
ou constante
E fluidos não-newtonianos? Obedecem qual lei ou quais leis? 
Entregar um trabalho escrito. Grupo de até 3 (três) pessoas.