Questionrio_1_de_fluidos_20205

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE 
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA 
ECT 2413 – MECÂNICA DOS FLUIDOS (PLSE 2020.5) 
Profs. Antônio Paulino de Araújo Neto, Camila Pacelly 
Brandão de Araújo e Douglas do Nascimento Silva 
 
PRIMEIRO QUESTIONÁRIO PARA O SEMESTRE REMOTO 2020.5 
Instruções iniciais: Este arquivo em PDF lista todas as questões do primeiro 
questionário, podendo ser utilizados para aprofundar os conhecimentos na 
disciplina. Além disso, cada estudante deverá acessar o questionário no SIGAA 
diretamente para responder 5 questões que serão definidas aleatoriamente pelo 
sistema. Cada estudante poderá realizar três tentativas, Na primeira tentativa, o 
estudante deve identificar as questões que deverá responder e assinalar 
qualquer resposta apenas para fixar as questões que deverá responder (caso 
este procedimento não seja realizado, o SIGAA sorteará um novo conjunto na 
tentativa seguinte). Nas duas tentativas seguintes o estudante deve assinalar as 
respostas que considere correto, podendo realizar apenas uma tentativa, 
inclusive. O SIGAA selecionará o resultado da melhor tentativa e esta nota 
corresponde a 10% da nota final da primeira Unidade. As possíveis respostas 
estarão disponíveis quando do acesso ao questionário no SIGAA. 
Prazo para respostas no SIGAA: Sábado, 20 de junho, até 23h59min. 
 
1 – (Questão 1 da Lista em PDF) A distribuição de velocidade para o 
escoamento laminar desenvolvido entre placas paralelas é dada ela equação 
abaixo, onde h é a distância separando as placas. A origem está situada na linha 
mediana entre as placas. Considere um escoamento de água a 15oC 
(viscosidade dinâmica = 10-3 N.s/m2), com umax = 0,60 m/s e h = 0,08 mm. Calcule 
a tensão de cisalhamento em módulo na placa superior. 
 
 
2 – (Questão 2 da Lista em PDF) Uma patinadora de estilo livre no gelo desliza 
sobre patins a uma velocidade V = 6,2 m/s. A sua massa, 48,8 Kg, é suportada 
por uma fina película de água fundida do gelo pela pressão da lâmina do patim. 
Admita que a lâmina tem comprimento L = 50 cm e largura w = 2,9 mm, e que a 
película de água tem espessura h=0,00125 mm. Considere que a viscosidade 
dinâmica é igual a 1,26 x 10-3 N.s/m2 e estime a desaceleração da patinadora 
que resulta do cisalhamento viscoso na película de água, desprezando efeitos 
das extremidades do patim. 
Lailson
Realce
 
3 – (Questão 3 da Lista em PDF) Petróleo bruto com densidade relativa SG = 
0,94 e viscosidade dinâmica igual a 0,12 N.s/m2, escoa de forma permanente 
sobre uma superfície inclinada de 45 graus para baixo em relação à horizontal, 
numa película de espessura h = 0,48 cm. O perfil de velocidade é dado pela 
equação apresentada abaixo. A coordenada x está ao longo da superfície e “y” 
é normal a ela. Determine a magnitude e o sentido da tensão de cisalhamento 
que atua sobre a superfície. 
 
 
 
4 – (Questão 4 da Lista em PDF) Homer Simpson tomava seu banho, quando 
o sabonete escorregou. Por curiosidade, o sabonete ficou estagnado sobre a sua 
barriga que forma um ângulo de 450 com a horizontal. O sabonete tem massa 
80 gramas e a base de contato com a barriga tem área de dimensões 5 mm de 
largura por 6 mm de comprimento. A película de fluido entre a barriga e o 
sabonete é de 1,5 mm e a velocidade é representada pela função abaixo. 
Determine a viscosidade mínima [em Kg/(m.s)] para que o sabonete permaneça 
em repouso. Não se preocupem com as unidades na derivação da função. 
 
 
5 – (Questão 5 da Lista em PDF) Um pistão, com diâmetro e comprimento 
respectivamente iguais a 46,3 mm e 108,5 mm, escorrega dentro de um tubo 
vertical com velocidade V. A superfície interna do tubo está lubrificada e a 
espessura do filme de óleo é igual a 0,12 mm. Sabendo que a massa do pistão 
e a viscosidade do óleo são iguais a 0,875 Kg e 0,95 N.s/m2, estime a velocidade 
V do pistão. Admita que o perfil de velocidade no filme de óleo é linear. 
 
6 – (Questão 6 da Lista em PDF) A condição de não escorregamento é muito 
importante na mecânica dos fluidos. Considere o escoamento mostrado na figura 
abaixo, onde duas camadas de fluido são arrastadas pelo movimento da placa 
superior. Observe que a placa inferior é imóvel. Determine a razão entre o valor 
da tensão de cisalhamento na superfície da placa superior e a tensão de 
cisalhamento que atua na placa inferior do aparato. 
Lailson
Realce
 
 
7 – (Questão 7 da Lista em PDF) O diâmetro e a altura do tanque cilíndrico 
mostrados na figura abaixo são respectivamente iguais a 86 mm e 145 mm. 
Observe que o tanque desliza vagarosamente sobre um filme de óleo que é 
suportado pelo plano inclinado. Admita que a espessura do filme de óleo é 
constante e que a viscosidade dinâmica do óleo é 1,8 N.s/m2. Sabendo que a 
massa do tanque é igual a 0,75 Kg. Determine o ângulo de inclinação do plano. 
 
 
8 – (Questão 8 da Lista em PDF) Um cubo pesando 78 Newtons e tendo uma 
aresta de 18 cm é puxado para cima sobre uma superfície inclinada na qual há 
uma película de óleo SAE 20W (viscosidade absoluta igual a 0,096 Kg/(m.s) e 
densidade relativa igual a 0,92). Se a velocidade do cubo é de 3,6 m/s e a 
película de óleo é de 0,32 mm de espessura, determine a força requerida para 
puxar este bloco se a inclinação da superfície for de 30 graus? 
 
9 – (Questão 9 da Lista em PDF) O espaço entre duas placas paralelas está 
preenchido com um óleo que apresenta viscosidade dinâmica igual a 0,084 
N.s/m2. A placa inferior é imóvel e a superior está submetida a uma força P. Se 
a distância entre as duas placas é 1,5 mm, qual deve ser o valor de P para que 
Lailson
Realce
a velocidade da placa superior seja igual a 12,8 m/s? Admita que a área efetiva 
da placa superior é igual a 0,08 m2. 
 
10 – (Questão 10 da Lista em PDF) A distribuição de velocidade para o 
escoamento laminar entre placas paralelas é dada pela expressão abaixo, onde 
“h” é a distância entre as placas. A origem é colocada na metade da distância 
entre elas. Considere o escoamento de água com velocidade máxima de 0,06 
m/s e h = 4 mm. Calcule a força cisalhante sobre uma seção de 0,8 m2 da placa 
inferior e forneça seu sentido. 
 
 
11 - (Questão 11 da Lista em PDF) Um eixo com 8,00 cm de diâmetro está 
sendo empurrado axialmente para o interior de um mancal com 8,04 cm de 
diâmetro e 60 cm de comprimento. A folga, considerada uniforme, é preenchida 
com óleo cujas propriedades são viscosidade cinemática = 0,005 m2/s e 
densidade relativa = 0,94. Calcule a força necessária para puxar o eixo a uma 
velocidade constante de 0,2 m/s. 
 
12 - (Questão 12 da Lista em PDF) A massa específica de uma dada substância 
é 22,3 slug/ft³. Determine sua densidade relativa e estime seu peso específico 
em lbf/ft³ na Terra e na Lua. Considere que a aceleração da gravidade na Lua é 
de 5,47 ft/s². Dados: 1slug=14,5939 kg 1ft=0,3048m 1 lbf= 1 slug.ft/s² 
 
13 – (Questão 13 da Lista em PDF) Um fluido de viscosidade cinemática de 
25mm²/s, desloca-se por uma tubulação de 40mm de diâmetro. Para que esse 
fluido escoa em regime turbulento, sua velocidade deve ser de no mínimo: 
 
14 – (Questão 14 da Lista e PDF) Um pistão, com diâmetro e comprimento 
respectivamente iguais a 39,2 e 121,3 mm, escorrega dentro de um tubo vertical 
com velocidade V. A superfície interna do tubo está lubrificada e a espessura do 
filme de óleo é igual a 0,08 mm. Sabendo que a massa do pistão e a viscosidade 
do óleo são iguais a 0,512 Kg e 0,84 N.s/m2, estime a velocidade V do pistão. 
Admita que o perfil linear de velocidades. 
 
Lailson
Realce
Lailson
Realce