P1 - MecFlu Ufrgs

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IPH 01107 – Prova Área 1 – Turma B Data: 
Propriedades, Estática e Cinemática dos fluidos. 
 
Nome: Cartão: 
 
 
1- Os compartimentos A e B do reservatório, mostrado na Figura P1, contém ar e um líquido com 
densidade d = SG = 0,6. 
1.a) Transforme todas as grandezas para o Sistema Internacional. 
1.b) Calcule a altura equivalente da pressão que marca o manômetro instalado no 
compartimento A (chamada aqui pA) em mmHg e m.c.a. (metros de coluna de água). 
1.c) Determine a altura h indicada no manômetro em “U”. 
 Fig. P1 
 
2- A correia da Fig. P2 move-se a uma velocidade constante V0 e desliza no topo de uma película de 
óleo de viscosidade µ e densidade d. Considerando que o óleo apresenta uma distribuição de 
velocidades linear, desenvolva uma fórmula para a potência necessária P para vencer o atrito viscoso 
entre a correia e o óleo, em função de (δ, L, V0 , b, µ), sendo δ = espessura de óleo, L = comprimento 
da correia em contato com o óleo, b = largura na direção transversal ao plano da figura e 
µ = viscosidade absoluta. Considere que a potência está dada por: 0VISCOSA VFP ⋅= . 
Calcule o valor da potência P, em Watts, para o caso em que δ = 2 mm, V0 = 10 m/s, 
µ = 0,29 kg/(m s), L= 4 m e b = 60 cm. 
 
 
3- A comporta ABC é rígida, de peso desprezível e pode girar em torno do eixo B. 
3.a) Determine, para as condições da figura, se a comporta abrirá ou não. 
3.b) Determine qual é a menor profundidade para a qual a comporta começa a abrir. 
A B 
IPH 01107 – Mecânica de Fluidos II Nome: 
 
Figura P3 
 
 
4- Nas figuras a seguir, um fluido escoa por um conduto circular de raio R, e a velocidade no eixo do 
conduto é a mesma, igual a Vmax, mas com diferentes perfis de velocidade. Calcule, interpretando 
fisicamente cada resposta, para cada caso: 
 4.a) a tensão de cisalhamento na parede do conduto; 
 4.b) a vazão; 
 4.c) a velocidade média. 
a) b) 






−=
R
r
1V)r(u maxa 













−=
2
maxb
R
r
1V)r(u 
Dados : 
g = 9,8 m/s
2
 ; ρH2O (T = 20°C) = 998,2 kg/m
3
 ; ρar (T = 20°C) = 1,205 kg/m
3
 ; patm = 101,3 kPa; 
Rar = 287 m
2
/s
2
/K; dHg = 13,55; 1 ft = 0,3048 m; 1 in = 2,54 cm; 1 lbf = 4,448 N 
x
v
ou
y
u
∂
∂
µ=τ
∂
∂
µ=τ 
O2H
s
sd
ρ
ρ
= 
Equação Fundamental da Hidrostática : gp
r
ρ=∇ 
Equação Fundamental da Hidrostática para ρ = cte: p = p0 + ρg (z0 – z) = p0 + ρgh 
Vazão volumétrica: ∫= A n dAVQ 
Vazão mássica: ∫ ρ= A n dAVm& 
 
Questão Resposta Peso da questão 
1 h = 1,917 m 3,0 
2 P = 34,8 kW 2,5 
3 A comporta abrirá para h ≥ 4,5 m 2,5 
4 
a) τo = µ Vmax / R; Q = (π/3)Vmax R
2
 
b) τo = 2 µ Vmax / R; Q = (π/2)Vmax R
2
 
2,0 
 
 
Figura fora de escala 
Grade