1ª Lista 2ªSem de 2018.2

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CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS/CCT 
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL 
Profº Fernando Lima 
 
Lista de Mecânica dos Fluidos 
 
1) Na figura A, a superfície da água está em (A), pois neste nível a pressão do ar é absoluta e igual a 110000Pa. 
Nesta condição a leitura L é de 98 cm, a leitura no manômetro metálico é de 1,5 mca e a cota z de 16 cm. Ao 
retirar a rolha, a superfície da água passa para o nível (B). Sendo o peso específico da água de 9,8 N/L, o peso 
específico do mercúrio de 133 N/L e o diâmetro do reservatório D = 12 cm. Pede-se: a) Qual a leitura 
barométrica local em mmHg em Pa?; b) Se na condição da figura (com a rolha), a cota H = 78 cm; qual será a 
nova cota H quando se retirar a rolha?; c) Qual o diâmetro do tubo manométrico d? 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Na figura B acima, o tubo A contém óleo com massa especifica relativa igual a 0,95 e o tubo B, água. 
Determine: a) O valor da pressão em b. Dados: h = 0,4m; L = 0,7m; Z = 90 cm; e X = 0,8m. 
 
3) Considere um tanque de nitrogênio comprimido para processos industriais. O tanque possui 14 kg de N2 
com pressão de 0,0025 MPa. Qual deve ser o volume do tanque? Temperatura ambiente de 30ºC. 
 
4) Demonstre num desenho esquemático a localização, o sentido e a direção das forças num fluido que escoa 
entre uma placa fixa e uma móvel num campo de escoamento. Mostre também o perfil de velocidade entre 
as duas placas. 
 
5) Uma placa móvel (Figura 1) e com V= 11 m/s está entre duas placas grandes e fixas. Entre as placas está 
contido fluido de diferentes características, conforme mostra a figura. No primeiro o fluido tem viscosidade 
cinemática igual a 395.10
-6
 m²/s e densidade relativa de 85.10
-2
. No segundo o fluido tem viscosidade 
dinâmica igual a 0,4 N.s/m².A área da placa é de 0,3 m² e h1 = 1,5 m. Determine: 
a) As tensões entre as placas; b) As forças que movimentam a placa 
c) Se numa nova condição a viscosidade U2 for o dobro de U1 qual será o valor da nova tensão e da força. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1 
Figura 2 
Figura A 
Figura B 
 
6) Considere um tanque parcialmente com água (Figura 2). A pressão manométrica registra a metade da 
pressão atmosférica. Neste caso, determine: 
a) O valor de h1 quando h2 for igual a 0,8m; 
b) A pressão relativa na superfície AB do tanque; 
c) Pressão absoluta no topo do tanque; 
d) Pressão absoluta na superfície AB 
7) O sistema abaixo (Figura 3) possui um fluido A e um fluido B. O fluido A tem densidade relativa de 
0,019.10² e o fluido B tem densidade igual a 1,71. Calcule a pressão em B para que o sistema esteja em 
equilíbrio. Considere a pressão em A de 180 KPa. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8) Determine a força F2 (Figura 4) do êmbolo menor da prensa hidráulica sabendo que os cilindros estão 
cheios de óleo de densidade d = 0,95. A força F1 = 120 kN. Considere: W1= 2200N; W2= 20N; h = 210mm; 
A1= 3000cm² e A2= 3cm². 
 
9) A superfície 5 inclinada mostrada abaixo, articulada ao longo de A, tem 6 m de largura. Determine: a) a 
força resultante FR da água sobre a superfície inclinada; b) A localização da força. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10) O sistema da figura 6 está em equilíbrio e a massa m sobre o pistão é de 15 kg. Sabendo que a altura h é 
100 cm, determine a pressão do Gás 2. 
 
11) Um corpo pesa quando mergulhado na água 66N e fora da água pesa 77N. Determine o volume e o peso 
específico do corpo. 
12) Explique e demonstre a situação de um corpo mergulhado totalmente num líquido na condição estável e 
instável. 
13) Para um corpo flutuante explique e demonstre as condições para que este esteja em equilíbrio estável e 
instavel. 
 
14) Figura 7 abaixo mostra a ação da água na área AB que é retangular de base 1,5m. Qual o valor da força F 
que o sistema está submetido. Indique também a localização de F. Considere h = 4m. 
 
 
 
 
 
Figura 3 
Figura 4 
Figura 5 
Figura 6 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
15) Considerando a Figura 7 acima: a) determine o valor de F e sua localização no retângulo CD com h = 1,5 
m, b = 2,5 m e Z = 125 cm; b) Resolva a questão para a situação em que Z = 0. 
 
16) A Figura 8 mostra um conjunto cilindro-pistão utilizado num sistema hidráulico. O diâmetro do cilindro 
(D) é igual a 0,1 m e a massa do conjunto pistão-haste é 25 kg. O diâmetro da haste é 0,01 m e a pressão 
atmosférica (Po) é 101 kPa. Sabendo que o conjunto cilindro-pistão está em equilíbrio e que a pressão do 
fluido hidráulico é 250 kPa, determine: a) o módulo da força que é exercida, na direção vertical e no 
sentido descendente, sobre a haste; b) refaça a letra a desconsiderando agora a pressão atmosférica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17) Um barômetro de mercúrio está numa sala a 25 ºC e tem uma coluna de 890 mm de altura. Qual é a pressão 
atmosférica em kPa? 
 
18) Um manômetro de mercúrio é utilizado para medir a pressão num recipiente. O mercúrio apresenta massa 
específica igual a 13.590 kg/m³. A diferença entre as alturas das colunas foi medida e é igual a 0,24 m. 
Determine a pressão no recipiente. 
 
19) Um corpo esférico (Figura 9 acima), com diâmetro de 160 cm e pesando 0,009 MN é ancorada num 
determinado fluido. Para as condições da figura (a) acima, sabendo-se que o peso específico do fluido é 11 
kN/m³ e que o volume do corpo é dado por V = πd3/6, determine: a) tensão no cabo. 
 
20) Um óleo com viscosidade cinemática 3,92.10-6 m²/s passa pelo conduto que tem na sua seção de maior área diâmetro 
0,03 m (Figura 3). Um manômetro com fluido de densidade relativa de 13,5 é ligado ao conduto e tem a deflexão 
indicada. A pressão efetiva em M é de 152 cmHg. Determine: a) Uma expressão que define o valor de h em função 
da pressão e dos pesos específicos; b) Obtenha o valor da altura h; c) calcule o valor da pressão no ponto A. 
Considere viscosidade dinâmica do óleo igual a 0,00345 N.s/m². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 7 
Figura 10 
Figura 9 Figura 8 
21) Um óleo com peso específico γ1 = 980 kgf/m
3
 é transportado (Figura 11), verticalmente, de B para C 
(figura abaixo). Calcular a diferença de pressão entre os pontos B e C. (γ2 = 820 kgf/m
3
). Resposta: PB – PC = 1.680 
kgf/m3 
22) Os reservatórios (Figura 12) fechados R e S (conforma figura abaixo) contém respectivamente, água e um 
líquido de peso específico γS. Sabe-se que a pressão em R ( PR ) é igual a 1,1 kgf/cm
2
 e que a pressão em S 
( PS ) é igual a 0,8 kgf/cm
2. Calcular γs. (Resposta: γS = 636 kgf/m3). 
 
 
 
23) Um objeto de massa 12,5 kg e volume de 0,003 m3 é colocado totalmente dentro da água (ρ = 1 kg/L). 
 
 a) Qual é o valor do peso do objeto ? 
 b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ? 
 c) Qual o valor do peso aparente do objeto ? 
 
24) Um cilindro metálico abaixo uja área de base é A = 10 cm² e cuja altura H= 9,5 cm, esta flutuando em um 
fluido de densidade relativa igual a 12, como mostra a figura abaixo. A parte do cilindro mergulhada no 
líquido tem h = 4 cm. a) Qual é o valor do empuxo sobre o cilindro? b) Qual é o valor do peso do cilindro 
metálico? c) Qual o valor da densidade do cilindro metálico? 
 
 
 
 
Figura 11 Figura 12