Lista 1 - Propriedades dos Fluidos

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Universidade Federal de Santa Catarina – Campus Blumenau 
Fenômenos de Transferência I – Profa. Andrea Bierhalz 
1ª Lista de exercícios – Propriedades dos fluidos/Viscosidade - 11/08/2017 
 
 
1) A viscosidade cinemática de um óleo é 0,028 m2/s e o seu peso específico relativo é 0,85. 
Determinar a viscosidade dinâmica (usar g = 10 m/s2) R. 23,8 N.s/m2 
2) O peso de 3 dm3 de uma substância é 23,5 N. A viscosidade cinemática é 10-5 m2/s. Se g = 10 
m/s2, qual será a viscosidade dinâmica? R. 7,83 x10-3 N.s/m2 
3) Um recipiente contém 30 kg de água ( = 9800 N/m3) e está completamente cheio. Após 
algum tempo 2/3 da água do recipiente é consumida e o recipiente é novamente completado, 
desta vez com óleo leve (g = 7742 N/m3) que, evidentemente, sobrenada sobre a água. Para 
estas novas condições, determine a massa total de fluido (óleo+água) presente no recipiente. 
R. 25,8 kg 
4) O espaço entre duas placas paralelas está preenchido com óleo que apresenta viscosidade 
dinâmica igual a 4,56.10-2 N.s/m2. A placa inferior é imóvel e a superior está submetida a uma 
força F. Se a distância entre as duas placas é 2,5 mm, qual deve ser o valor de F para que a 
velocidade da placa superior seja igual a 0,9 m/s? Admita que a área efetiva da placa superior 
seja igual a 0,13 m2. R. 2,13N 
5) Na figura, uma placa de espessura desprezível e área A1 = 2 m
2 desloca-se com v = 5 m/s 
constante, na interface de dois fluidos, tracionada por uma força F = 400 N. Na parte superior, 
ɛ = 1 mm e o diagrama de velocidade é considerado linear. Na base, tem-se uma placa com A2 
= 20 cm2 e o diagrama de velocidade é dado por v = ay2 + by + c, onde a = 5, b = 7,5 e c=1. 
Pede-se: 
a) A tensão de cisalhamento na parte superior da placa em movimento (com área de 
2 m2); 
b) A tensão de cisalhamento na parte inferior da mesma placa (com área de 2 m2) 
c) A força R que mantém a placa da base em repouso (com área de 20 m2) 
 
6) Um êmbolo de 100 kg se move por gravidade no interior de um cilindro vertical. O diâmetro 
do êmbolo é de 200 mm e o diâmetro do cilindro de 200,1 mm. A altura do êmbolo é de 320 
mm. O espaço entre o êmbolo e o cilindro está cheio de óleo com viscosidade dinâmica igual a 
8,5 N.s/m2. Determinar a velocidade na descida considerando um perfil linear de velocidade. 
 R. 2,87 cm/s 
7) Ar a 20°C escoa sobre uma placa plana apresentando um perfil de velocidade senoidal tal 
como apresentado na figura. Determine a tensão de cisalhamento para y= 3,5 mm. Considere 
a massa específica do ar igual a 1,23 kg/m3 e viscosidade dinâmica igual a 1,8x10-5 Pa.s. O 
gradiente de velocidade é dado por: 
 
 
8) Um canal é formado por duas placas paralelas separadas por 6 mm tendo entre elas 
glicerina a 20°C com massa específica igual a 1260 kg/m3 e viscosidade cinemática igual a 1,19 
x10-3 m2/s. Determinar a força necessária para puxar a placa superior com uma velocidade 
v = 6 m/s considerando esta com superfície igual a 2 m2. 
 R. 3000N 
9) Uma placa retangular de 4 m x 5 m escorrega sobre o plano inclinado da figura, com 
velocidade constante, e se apoia sobre uma película de óleo de 1 mm de espessura e de  = 
0,01 N.s/m2. Se o peso da placa é de 100 N, quanto tempo levará para que sua parte dianteira 
alcance o fim do plano inclinado? R. 80 s 
 
10) Um bloco de 39,7 lbm desliza sobre um placa com inclinação de 15° contendo uma camada 
de óleo (µ = 8,14.10-2 N.s/m2) com 3 mm de espessura. A área de contato é 0,3 m2. Determine 
a velocidade terminal do bloco. R: 5,62 m/s 
11) Um cilindro de aço com massa específica 7850 kg/m3 com 40 mm de diâmetro e 350 mm 
de comprimento desliza no interior de um tubo com abertura de 40,2 mm. O espaçamento 
entre o cilindro e o tubo é preenchido com óleo com viscosidade de 0,440 N.s/m2. Qual é a 
velocidade alcançada pelo cilindro de aço? R: 0,17 m/s 
12) O dispositivo da figura é constituído de dois pistões de mesmas dimensões geométricas 
que se deslocam em dois cilindros de mesmas dimensões. Entre os pistões e os cilindros existe 
um lubrificante de viscosidade dinâmica 10-2 N.s/m2. O peso específico do pistão (1) é 20000 
N/m3. Qual é o peso específico do pistão (2) para que o conjunto se desloque na direção 
indicada com uma velocidade de 2 m/s constante? Desprezar o atrito na corda e nas roldanas. 
R. 16800 N/m3 
 
13) Um eixo com diâmetro externo de 18 mm gira a 20 rotações por segundo dentro de um 
mancal de sustentação estacionário de 60 mm de comprimento. Uma película de óleo com 
espessura de 0,2 mm preenche a folga anular entre o eixo e o mancal. O torque necessário 
para girar o eixo é de 0,0036 N.m. Estime a viscosidade do óleo que se encontra na folga 
anular, em (Pa.s). R. 0,021 N.s/m2