Mecânica dos Fluidos: Escoamentos e Pressão

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Leia o excerto a seguir: 
“Escoamentos normalmente são fenômenos tridimensionais, transitórios e complexos. 
Entretanto, em muitos casos, é normal utilizarmos hipóteses simplificadoras para que seja 
possível analisar o problema sem sacrificar muito a precisão dos resultados da análise. Uma 
destas hipóteses é a de considerar o escoamento real como unidimensional ou bidimensional”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da Mecânica dos Fluidos . 
Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2004. p. 148. 
 
A respeito dos escoamentos uni, bi e tridimensionais, analise as afirmativas a seguir e 
assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento de ar em torno de uma asa de avião é um exemplo de escoamento 
tridimensional. 
II. ( ) Um campo de escoamento uniforme é um escoamento unidirecional. 
III. ( ) Um escoamento que pode ser representado por linhas de corrente é bidirecional. 
IV. ( ) Um escoamento é unidimensional em uma tubulação com diâmetro variável. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Resposta Selecionada: 
V, V, V, V. 
Resposta Correta: 
V, V, V, V. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A sequência está correta. O escoamento de ar 
em torno das asas de um avião não pode ser simplificado, ou seja, 
seu cálculo é tridimensional. Campos de escoamento uniforme são 
representados unidirecionalmente. As linhas de corrente variam na 
direção x e y, fazendo com que o escoamento seja bidirecional. A 
equação da continuidade garante que o escoamento possa ser 
considerado unidirecional dentro de uma tubulação com diâmetro 
variável. 
 
• Pergunta 2 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir: 
“Muitas vezes nós estamos interessados no que acontece numa região particular do 
escoamento. O Teorema de Transporte de Reynolds fornece uma relação entre a taxa de 
variação temporal de uma propriedade extensiva para um sistema e aquela para um 
volume de controle”. 
 
MUNSON, B. R.; YOUNG, D. F.; OKIISHI, T. H. Fundamentos da mecânica dos fluidos . 
Tradução da quarta edição americana de: Euryale de Jesus Zerbini. São Paulo: Edgard 
Blucher, 2004. p. 164. 
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O teorema de Reynolds é utilizado para explicar o princípio de funcionamento do 
desodorante. 
Pois: 
II. Através desse princípio o gás dentro do aerosol é expelido com uma pressão suficiente 
para que a massa também deixe a superfície de controle, no caso o recipiente do aerossol. 
 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, devido ao fato do 
Teorema de Reynolds ser utilizado quando o produto 
desodorante em aerosol foi desenvolvido. A asserção II também 
é verdadeira e justifica a I, pois quando o gás é expelido do 
recipiente (volume de controle) ele faz com que a massa do 
produto seja expelida também, mas somente uma quantidade 
suficiente para que possamos nos higienizar. 
 
 
• Pergunta 3 
1 em 1 pontos 
 
Um manômetro conecta uma tubulação de óleo a uma tubulação de água conforme é 
mostrado na figura a seguir: 
 
Fonte: Elaborada pela autora. 
 
Sendo S óleo 
= 0,86 e S Hg = 13,6 (S é a gravidade específica dada pela relação entre a massa específica 
de uma substância e a massa específica da água, por isso é adimensional) e água 
= 9.800 N/m 3 . 
 
Nesse sentido, assinale a alternativa que apresente a diferença de pressão dos valores 
entre as tubulações de água e óleo: 
 
Resposta Selecionada: 
Entre 0 e 20 kPa. 
Resposta Correta: 
Entre 0 e 20 kPa. 
Feedback da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois a pressão no 
ponto 3 é igual à pressão no ponto 2, ou seja, p 2 = p 3. A 
pressão p 2 é dada por p água + γ água x 0,04. A pressão em p 3 é 
dada por p 3 = p 4 
+ γ Hg x 0,08, sendo que todas as alturas foram passadas de cm 
para m. A pressão no ponto 4 é igual àquela aplicada no ponto 
5, pois o peso específico do ar pode ser ignorado em 
comparação com o do óleo. Logo: p 4 = p 5 
= p óleo - γ óleo x 0,06. Igualando estes valores temos que p água – 
p óleo 
= - γ água x 0,04 + γ Hg x 0,08 - γ óleo x 0,06 = - 9.800 x 0,04 + (13,6 
 
x 9.800) x 0,08 – (0,86 x 9.800) x 0,06 = - 392 + 10.662,4 - 
505,68 = 9.764,72 Pa = 9,7 kPa. 
 
• Pergunta 4 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir: 
“Depois do comprimento de entrada, ou seja, no escoamento estabelecido, o perfil de 
velocidade fica invariante ao longo de um duto de seção constante, e a forma da 
distribuição real de velocidade depende de o regime ser laminar ou turbulento. Para um 
escoamento laminar num duto de seção transversal circular, a distribuição (perfil) de 
velocidade numa seção é parabólica”. 
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos básicos. 2. 
ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72. 
 
Assuma-se o diagrama de velocidades indicado na figura a seguir, em que a parábola tem 
seu vértice a 20 cm do fundo. 
 
Fonte: Adaptada de Brunetti (2008, p. 15). 
 
BRUNETTI, F. Mecânica dos fluidos . 2. ed. revisada. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 
2008. 
 
A respeito do perfil de velocidade abordado na figura apresentada, analise as afirmativas a 
seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento é turbulento. 
II. ( ) Na superfície a velocidade é máxima e vale 2,5 m/s. 
III. ( ) A uma profundidade de 20 cm a velocidade é igual a zero. 
IV. ( ) O perfil de velocidade parabólico é dado por uma equação onde v = a.y 2 + b.y + c. 
Sendo que c = 0. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
 
Resposta Selecionada: 
F, V, V, V. 
Resposta Correta: 
F, V, V, V. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A sequência está correta. O perfil parabólico é 
válido para escoamentos laminares e não turbulentos. Na 
superfície o fluido apresenta velocidade máxima igual a 2,5 m/s 
e no fundo, a 20 cm de profundidade, sua velocidade é igual a 
zero. Nesta altura y = 0, como v = a.y 2 + b.y + c, para y = 0 
temos v = 0 = c, o que resulta em c = 0 m/s. 
 
 
• Pergunta 5 
1 em 1 pontos 
 
Uma mangueira utilizada em um jardim tem 10 cm de diâmetro, e é mantida a uma pressão 
de 1600 kPa, para fornecer água a partir de um tanque com a finalidade de apagar um 
incêndio. Um bocal na ponta da mangueira reduz o diâmetro para 2,5 cm para aumentar a 
velocidade de saída do jato, assim temos que V 2 é maior do que V 1 
 
 
 
Fonte: Elaborada pela autora. 
 
Neste sentido, assinale a alternativa correta, considerando que as perdas sejam nulas 
e = 1.000 kg/m 3 , a velocidade que a água é expelida pelo bocal é um número entre: 
Resposta Selecionada: 
41 e 60 m/s. 
Resposta Correta: 
41 e 60 m/s. 
Feedback 
da resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois pela equação 
da continuidade temos que: A 2 V 2 = A 1 V 1. A área da 
mangueira é dada por . Logo V 2 
= V 1. Logo V 2 = 16 V 1. A equação de energia exige 
que + + g z 2 
= + + g z 1. Pela figura do bocal podemos constatar 
que p 2 = 0 e z 1 
e z 2 também são iguais a 0, a equação fica = + . 
Agora, vamos substituir V 2 = 16 V 1, e teremos a seguinte 
equação 162 = + . O que resulta em V 1 = 3,54 m/s 
e V 2 = 56,68 m/s. 
 
 
• Pergunta 6 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir: 
“A pressão é definida como uma força normal exercida por um fluido por unidade de área. 
Só falamos de pressão quando lidamos com um gás ou um líquido. Os dispositivos que 
medem a pressão absoluta são chamados de barômetros e os manômetrossão os 
dispositivos que usamos para medir as pressões relativas”. 
 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. 
Tradução de: ROQUE, K. A; FECCHIO, M. M. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 57. 
 
Considerando o excerto apresentado, sobre os instrumentos de medição de pressão, 
analise as afirmativas a seguir: 
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu de automóvel lê a pressão 
manométrica. 
II. Um medidor a vácuo lê a pressão absoluta. 
III. Uma pressão negativa é também referida como pressão relativa. 
IV. A medição da pressão atmosférica é feita com o barômetro de níquel. 
 
Está correto o que se afirma em: 
 
Resposta Selecionada: 
I e II, apenas. 
Resposta Correta: 
I e II, apenas. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o medidor do 
posto de combustível ou do borracheiro aponta a pressão 
manométrica. O medidor a vácuo nos informa a pressão 
absoluta. Entretanto, quando uma medida de pressão é negativa 
ela é chamada pressão a vácuo e não relativa assim como 
medição da pressão atmosférica é feita com o barômetro de 
mercúrio. 
 
• Pergunta 7 
1 em 1 pontos 
 
A pressão real em determinada posição é chamada de pressão absoluta, e é medida com 
relação ao vácuo absoluto (ou seja, a pressão absoluta zero). A maioria dos dispositivos de 
pressão, porém, é calibrada para ler o zero na atmosfera, e assim, o dispositivo indica a 
diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica local, que é chamada de 
pressão manométrica. 
ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. 
Tradução de Roque, K. A e Fecchio, M. M [1] . São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 57. 
A partir do apresentado sobre pressão e medidores de pressão, analise as asserções a 
seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O medidor utilizado para medir a pressão do ar de um pneu assim como outros 
medidores indica a pressão manométrica. 
Porque 
II. O medidor está medindo a pressão do pneu em relação à pressão atmosférica e não em 
relação ao vácuo absoluto. 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, pois o medidor de 
pressão que utilizamos para medir a pressão de um pneu de um 
carro indica a pressão manométrica. A asserção II também é 
verdadeira e justifica a I, pois a pressão do pneu é medida em 
relação à pressão atmosférica e não em relação ao vácuo 
absoluto. Para medirmos uma pressão em relação ao vácuo 
absoluto precisamos ter um máquina de sucção do ar para nos 
fornecer o vácuo absoluto. 
 
 
• Pergunta 8 
1 em 1 pontos 
 
Leia o excerto a seguir: 
“Se abrirmos uma torneira (que não tenha dispositivo de aeração ou outra derivação) com 
uma vazão muito pequena, a água escoa suavemente – quase “vitrificada”. Se 
aumentarmos a vazão, a água sai de forma agitada, caótica. Esses são exemplos de como 
um escoamento viscoso pode ser laminar ou turbulento, respectivamente”. 
 
FOX, R. W. et al . Introdução à mecânica dos fluidos . Tradução e Revisão Técnica 
de: Koury R. N [2] . 8. ed. [S.l.]: LTC, 2010. p. 66. 
 
A respeito do escoamento de fluidos, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) 
 
Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) O escoamento com baixo número de Reynolds será laminar. 
II. ( ) Um escoamento com alto número de Reynolds será turbulento 
III. ( ) Escoamentos com número de Reynolds entre 2.000 < Re < 2.400 não podem ter 
suas características de escoamento definidas. 
IV. ( ) A característica se um escoamento é laminar ou turbulento é definida pelo número 
de Reynolds. 
 
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta: 
Resposta Selecionada: 
V, V, F, V. 
Resposta Correta: 
V, V, F, V. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A sequência está correta. Escoamentos com 
números de Reynolds baixos, menores do que 2.000 são 
definidos como laminares. Já escoamentos com altos números 
de Reynolds, maiores do que 2.400 são escoamentos 
turbulentos. Entretanto, escoamentos com números de Reynolds 
que variam entre 2.000 < Re < 2.400 são definidos como 
escoamentos de transição. Quem define se um escoamento é 
laminar ou turbulento é o número de Reynolds calculado para 
esse escoamento. 
 
 
• Pergunta 9 
1 em 1 pontos 
 
Leia o trecho a seguir: 
“O fluxo de massa em uma seção é a massa do fluido que escoa através da seção por 
unidade de tempo. Logo, o transporte de massa é decorrente do campo de velocidade de 
escoamento. As distribuições (perfis) reais de velocidade numa seção geralmente não são 
uniformes, pois os fluidos viscosos apresentam a propriedade de aderência às superfícies 
sólidas com as quais estão em contato”. 
 
LIVI, C. P. Fundamentos de fenômenos de transporte : um texto para cursos básicos. 2. 
ed. [S.l.]: LTC, 2017. p. 71-72. 
 
A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. 
 
I. O princípio do perfil de velocidade pode ser usado para explicar o funcionamento do óleo 
lubrificante nas paredes da tubulação do motor de um automóvel. 
Pois: 
II. Por ser um fluido viscoso o óleo lubrificante adere às paredes do motor fazendo com que 
o combustível tenha um fluxo mais uniforme. 
 
A seguir, assinale a alternativa correta: 
 
Resposta 
Selecionada: 
 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
Resposta Correta: 
As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é 
uma justificativa correta da I. 
 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois 
a asserção I é uma proposição verdadeira, devido ao fato do 
óleo lubrificante ter a propriedade de aderir à parede da 
tubulação do motor. A asserção II também é verdadeira e 
justifica a I, pois quando o óleo adere à parede do motor ele faz 
com que o combustível possa circular mais suavemente do que 
se tivesse que entrar com a parede sem o óleo, muitas vezes 
podendo entrar em contato com superfícies irregulares devido à 
corrosão do motor. 
 
• Pergunta 10 
1 em 1 pontos 
 
Um furacão é uma tempestade tropical que se forma acima do oceano pelas baixas 
pressões atmosféricas. A velocidade média dos ventos em um furacão foi medida como 
sendo de 180 km/h. Considere-se que a massa específica do ar é de 1,2 kg/m 3 e que um 
arranha-céu tem 120 janelas medindo 1 m x 2 m cada. 
 
Nesse sentido, calcule a força do vento sobre cada janela, que será um número entre: 
 
Resposta Selecionada: 
2.001 e 3.000 N. 
Resposta Correta: 
2.001 e 3.000 N. 
Feedback 
da 
resposta: 
Resposta correta. A alternativa está correta, pois primeiramente 
adequamos as unidades, visto que a velocidade foi dada em 
km/h e a massa específica em kg/m 3. Então, vamos passar a 
velocidade para m/s. Logo, = 50 m/s. A janela recebe uma 
força equivalente a energia cinética, ou seja: E c = m x = 
1,2 x = 1,2 x = 1500 . Como kg = . 
Teremos 1500 = 1500 N/m 2 
= 1.500 Pa. Agora temos que calcular a força. A pressão é 
definida como a força dividida pela área, então F = P x A, ou p = 
F / A = x 2 m 2 
= 3.000 N.