PLANO DE AULA MECANICA DOS FLUIDOS 31 JAN

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Plano de Aula
	Ano 
2011/2012
Aula n. 
 Tempo: 90 min Data: ___/___/______
Sumário: Hidrodinâmica: Movimento dos fluidos em regime estacionário. Conservação da massa e equação da continuidade.
Movimento dos fluidos em regime estacionário.
Fluidos em movimento.
O comportamento de um fluído em movimento é complicado, porque tanto pode estar a fluir em regime laminar como passado um bocado está a fluir em regime turbulento. 
Para ser mais fácil o estudo, vamos apenas considerar o movimento de fluidos ideais.
Caraterísticas do fluido ideal:
Não é viscoso;
É incompressível;
Um líquido escoa em regime estacionário se a velocidade, em cada ponto, é constante ao longo do tempo, embora possa variar de ponto para ponto.
 
 
Isto é todos os elementos do fluido tem a mesma velocidade no ponto A, no ponto B a, etc.
Cada partícula que passar por um determinado ponto seguirá a mesma trajetória das partículas precedentes que passaram por aqueles pontos. Tais trajetórias são chamadas linhas de corrente.
Ou também designadas por linhas de campo de velocidade
Estas linhas de corrente:
Nunca se cruzam;
Em regime estacionário, uma maior densidade de linhas de corrente numa dada região, significa maior velocidade de escoamento.
Quando as linhas de campo se cruzam deixamos de ter um regime laminar ou estacionário e passamos a ter um regime turbulento.
É um escoamento irregular, caraterizado por regiões de pequenos remoinhos. 
Ver SLIDE 1 e 2 – Regime laminar do fluido permanganato de potássio 
Conservação da massa e equação de continuidade
Vamos considerar uma mangueira com uma obstrução: 
Nota aqui as figuras têm as letras ao contrário às que vou utilizar no quadro
Desenhar a mangueira no quadro.
Onde é maior a velocidade em V1 ou V2? 
Em V2 porque existe uma maior densidade de linhas de corrente.
Vamos supor que o nosso líquido está aqui representado a três dimensões e que tem um determinado volume e com uma dada velocidade (desenhar um pequeno cilindro em cada um dos troços).
Quando este líquido chega à zona de estrangulamento, o que é que vai acontecer?
 A velocidade vai ser maior. Mas não há peradas de volume do líquido, a mangueira não tem buracos então vamos considerar que o volume de líquido que entra vai ser igual ao volume de líquido que sai. 
E estamos também a considerar intervalos de tempos iguais, para volumes iguais e o mesmo fluido que ocupa o cilindro 1 vai mais tarde ocupar o cilindro 2, assim, a massa do fluido no volume V1 vai ser a mesma no V2
Assim, V1=V2 
E V =A área x haltura
 então A1 x h1=A2 x h2
As áreas são diferentes, mas a distância que o nosso fluido percorre é a altura do fluido (representado por um cilindro) e de, 
Assim como os intervalos de tempos são iguais então podem ser cortados e vem 
 Esta expressão é designada por equação da continuidade, que nos diz que os volumes são sempre os mesmos, isto é que a massa é sempre a mesma – CONSERVAÇÃO DA MASSA (dinâmica de fluidos incompressíveis) 
A equação da continuidade mostra que: 
A velocidade de um fluido aumenta quando um tubo estreita;
As linhas de densidade de corrente adensam-se nos estrangulamentos.
Define-se caudal Ø= ou Q= unidades do SI m3s-1
Exercício de aplicação:
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	Estágio Profissional - Escola Secundária Dom Manuel Martins – Isabel Quadros – Mestrado Ensino da Física e Química