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· 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: 3.001 e 4.000 N. Resposta Correta: 2.001 e 3.000 N. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois primeiramente teríamos que adequar 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 à 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. · Pergunta 2 1 em 1 pontos Um medidor de vácuo conectado a uma câmara exibe a leitura de 11,6 psi no seu mostrador em um local onde a pressão atmosférica foi medida com um manômetro e a leitura informada foi igual a 29 psi. Com esses dados é possível obtermos a pressão absoluta nessa câmara. Nesse sentido, assinale a alternativa que indique a pressão absoluta na câmara: Resposta Selecionada: Entre 16 e 20 psi. Resposta Correta: Entre 16 e 20 psi. Feedback da resposta: Resposta correta. A alternativa está correta, pois a Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, ou seja, devemos subtrair da pressão atmosférica o valor da pressão do vácuo dada para encontrarmos a pressão absoluta solicitada. Esse exercício é resolvido com uma simples subtração. Resolução: A Pressão absoluta é dada pela Pressão atmosférica - Pressão do vácuo, o que é igual a P abs = 29 - 11,6 = 17,4 psi. · Pergunta 3 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 4 0 em 1 pontos Um tubo possuindo 12 cm de diâmetro teve sua vazão medida e apresentou uma leitura da vazão de 0,06 m 3 /s. O diâmetro do tubo sofre um estrangulamento e é reduzido para um novo valor igual a 4,8 cm. Gostaríamos de estudar a velocidade de escoamento ao longo dessa tubulação. Considerando um perfil de velocidade uniforme, a velocidade máxima da água que atravessa este tubo é um número entre: Resposta Selecionada: Acima de 41 m/s. Resposta Correta: Entre 31 e 40 m/s. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a velocidade máxima no tubo acontecerá no ponto onde o diâmetro é menor, ou no estrangulamento. Como o perfil de velocidade é uniforme, podemos considerar que as vazões nas seções com e sem estrangulamento serão iguais a 0,06 m 3/s. Na seção de 4,8 cm de diâmetro, temos: Q = v 1 x A 1. Como temos a vazão e a área podemos calcular a velocidade. Logo 0,06 = x v 1 e v 1 = 33,16 m/s. · Pergunta 5 0 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: V, V, F, V. Resposta Correta: F, V, V, V. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A sequência está incorreta porque 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. Nessa 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 6 1 em 1 pontos Leia o excerto a seguir: “A vazão através de um tubo pode ser determinada restringindo o escoamento neste tubo e medindo-se a diminuição na pressão devido ao aumento da velocidade no local da constrição. Esse é o princípio empregado para a medição da vazão em um tubo de Venturi, um dos dispositivos mais usados para a medição de vazão, e mostrado na figura abaixo”. 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. 318-319. Figura - Tubo de Venturi Fonte: letindor / 123RF. A respeito do tubo de Venturi, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). I. ( ) A parte onde o tubo de Venturi se estreita é chamado de garganta do tubo. I. ( ) A velocidade aumenta porque há uma diminuição do diâmetro do tubo. III. ( ) O tubo de Venturi não é muito utilizado na agricultura para irrigar plantações. IV. ( ) O tubo de Venturi é utilizado no estudo da aerodinâmica de aviões. 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. A parte estreita de um tubo de Venturi é chamada realmente de garganta do tubo e nessa área a velocidade aumenta devido a uma diminuição no diâmetro do tubo. Ao contrário do mencionado, uma das áreas onde o tubo de Venturi é largamente utilizadoé na agricultura. Ele também é utilizado no estudo da aerodinâmica de aviões. · Pergunta 7 0 em 1 pontos Leia o excerto a seguir: “O tubo de Pitot, mostrado na figura abaixo, é um instrumento simples utilizado para medir a velocidade de escoamentos. Mas para que a medição seja precisa é necessário que se tomem alguns cuidados, um deles deve ser que o tubo deve ter um furo bem usinado e sem presença de imperfeições”. MUNSON, B. Fundamentos de mecânica dos fluidos : volume único. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. p. 105. Considerando o excerto apresentado, sobre o tubo de Pitot, analise as afirmativas a seguir: I. Se o tubo tiver imperfeições o valor medido pode ser maior ou menor que a velocidade real. II. Para medições de velocidade o tubo pode estar desalinhado horizontalmente. III. Um tubo de Pitot com três furos conectado a transdutores de pressão é uma das melhores maneira de se reduzir os erros de medição. IV. O conhecimento dos valores da energia cinética e de potencial nos permite calcular a velocidade. Fonte: Munson (2004, p. 105). MUNSON, B. Fundamentos de Mecânica dos Fluidos : volume único. São Paulo: Edgard Blucher, 2004. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: II, III e IV, apenas. Resposta Correta: I, III e IV, apenas. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois o tubo de Pitot com imperfeições produz uma leitura falsa, diferente da verdadeira. O tubo deve estar alinhado para obtermos uma medida precisa, ângulos maiores que 20º provocam erros consideráveis na leitura. O dispositivo de três furos é um dos mais utilizados pela facilidade de se alinhar o furo horizontalmente. O conhecimento da pressão, da energia de potencial e cinética nos permite calcular a velocidade. · Pergunta 8 0 em 1 pontos Leia o excerto a seguir: “Nos escoamentos com regime permanente, a velocidade num dado ponto não varia com o tempo. Nos escoamentos transitórios, o campo da velocidade varia com o tempo. Alguns escoamentos podem ser transitórios num dado instante e permanente em outros, dependendo da situação”. 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. 149. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Um exemplo de escoamento periódico transitório é aquele produzido no fechamento de uma torneira. Pois: II. Esse tipo de ação interrompe subitamente o escoamento, mas ele sempre pode ser previsto, para evitarmos que entre ar na tubulação. 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 falsas. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as duas proposições apresentadas são falsas, devido ao fato que o fechamento de uma torneira é um escoamento não periódico, nunca sabemos quando vamos abrir ou fechar uma torneira. A asserção II também é falsa devido ao fato que o fechamento de uma torneira é algo imprevisto. Sua previsibilidade não impede o fato que o ar pode entrar em uma tubulação, como acontece quando ficamos sem o fornecimento de água. · Pergunta 9 0 em 1 pontos Leia o excerto a seguir: “O princípio da conservação de massa para um volume de controle pode ser expresso como: a transferência total de massa para dentro ou para fora de um volume de controle durante um intervalo de tempo t que é igual à variação total (aumento ou diminuição) da massa total dentro do volume de controle durante t”. ÇENGEL, Y.; CIMBALA, J. M. Mecânica dos fluidos : fundamentos e aplicações. São Paulo: Mc Graw Hill, 2007. p. 151. A partir do apresentado, analise as asserções a seguir e a relação proposta entre elas. I. Esse princípio pode ser usado para explicar o funcionamento de um compressor de ar, devido ao fato de que a quantidade de massa que entra no compressor é a mesma quantidade de ar que sai do equipamento. Pois: II. As velocidades de entrada e saída de ar diferentes são compensadas pela área de entrada e saída de ar. A seguir, assinale a alternativa correta: Resposta Selecionada: As asserções I e II são proposições falsas. Resposta Correta: As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois as duas proposições apresentadas são verdadeiras e a asserção II justifica a I, devido ao princípio da conservação de massa, que nos diz que se entrar 1 kg de ar no compressor de um lado, deverá sair 1 kg de ar do outro, e graças a esse princípio, se a velocidade de entrada for maior que a de saída, essa variação será compensada pela vazão que será menor na entrada que na saída. · Pergunta 10 0 em 1 pontos Leia o excerto a seguir: “[...] uma variação de elevação z (coordenada cartesiana, em m) em um fluido em repouso corresponde a P/ g (sendo que é a densidade, em kg/m 3 ) , o que sugere que uma coluna de fluido pode ser usada para medir diferenças de pressão [...] um dispositivo que se baseia neste princípio é chamado de manômetro, normalmente usado para medir diferenças de pressão pequenas e moderadas” (ÇENGEL; CIMBALA, 2011, ). 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. 65. Considerando o excerto apresentado, sobre os manômetros, analise as afirmativas a seguir: I. Os transdutores de pressão chamados de strain-gages funcionam através de um diafragma que se curva entre duas câmaras abertas para as entradas de pressão. II. Os transdutores piezelétricos funcionam de acordo com o princípio de que um potencial elétrico pode ser gerado toda vez que uma substância cristalina sofrer uma pressão mecânica. É gerado em uma substância cristalina quando ela é submetida à pressão mecânica. III. O manômetro de Bourdon consiste em um tubo de metal oco, geralmente em formato de gancho; dobrado como um gancho. Ao ligarmos o manômetro, o tubo elástico é submetido à pressão que queremos medir, deformando assim o tubo elástico e através de um sistema de engrenagens aciona o ponteiro, indicando a pressão da tubulação onde o equipamento foi instalado. IV. O manômetro é usado para medir a pressão atmosférica. Está correto o que se afirma em: Resposta Selecionada: II e III, apenas. Resposta Correta: I, II e III, apenas. Feedback da resposta: Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois a descrição dos diversos tipos de manômetros: strain-gages, piezelétricos e o manômetro de Bourdon estão corretos, entretanto, o barômetro é o dispositivo indicado para medir a pressão atmosférica. Manômetros sempre medem pressões relativas.
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