Lista de exercício

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1ª Lista de exercício
1. Determine o peso de um reservatório de óleo que possui uma massa de 825 kg. Dado: g = 9,81 m/s²
2. Se o reservatório do exemplo anterior tem um volume de 0,917 m3 determine a massa específica e o peso específico do óleo.
3. Se 6,0m3 de óleo pesam 47,0 kN determine o peso específico e a massa específica do fluido.
4. Um fluido tem uma viscosidade dinâmica de 5x10-3 N.s/m2 e uma massa específica de 0,85 kg/dm3. Determinar a sua viscosidade cinemática.
5. Considerando um perfil parabólico de velocidade V(y)= a + by2 determinar 
(a) O gradiente de velocidade 
(b) A tensão de cisalhamento em y=0 e em y= -100mm. 
6. Considere um fluido com viscosidade dinâmica igual a 8.0x10-3 kg/ms.
7. O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície sólida é dada por: U(y)= 2y2. Onde U(y) é o perfil de velocidade em m/s e y o afastamento da superfície em (m). O óleo apresenta viscosidade absoluta de 2x10-3Pa.s Determinar a tensão de cisalhamento a 20cm da superfície sólida. 
8. A distribuição de velocidades do escoamento de um fluido newtoniano num canal formado por duas placas paralelas e largas é dada pela equação,
9. onde V é a velocidade média. O fluido apresenta uma viscosidade dinâmica igual a 1,92 N.s/m2. Considerando que V=0,6m/s, h=5mm e y= -h, determinar:
a) Tensão de cisalhamento na parede inferior do canal
b) Tensão de cisalhamento que atua no plano central do canal.
10. Duas placas planas paralelas estão situadas a 3 mm de distância. A placa superior move-se com velocidade de 4m/s, enquanto que a inferior está imóvel. Considerando que um óleo (ν = 0,15 stokes e ρ = 905 kg/m3 ) ocupa o espaço entre elas, determinar a tensão de cisalhamento que agirá sobre o óleo.
11. A janela de um escritório tem dimensões de 3,4 m por 2,1 m. Como resultado de uma tempestade, a pressão do ar do lado de fora cai para 0,96 atm, mas a pressão dentro permanece 1,0 atm. Qual o valor da força, em kgf, que puxa a janela para fora? Use 1 kgf = 9,81 N (R. 2947,1kgf)
12. Calcule a diferença de pressão hidrostática sanguínea entre o cérebro e o pé de uma pessoa de 1,83 m de altura em PSI. A densidade do sangue é 1,06 x 103 kg/m3.
Dado: 101230 Pa = 14,7 PSI (R. 2,76 PSI)
13. A rede de esgotos de uma casa construída em uma ladeira está 8,2 m abaixo do nível da rua. Se o cano se encontra a 2,1 m abaixo do nível da rua, encontre a diferença de pressão mínima, em kgf/cm2, que deve ser criada pela bomba de recalque para puxar o esgoto de densidade média 900 kg/m3.
Dado: 1,033Kgf/cm² = 101230 Pa (R. 0,55 kgf/cm²)
14. Os pulmões humanos podem operar a uma diferença de pressão de até 1/20 da pressão atmosférica. Se um mergulhador usar um respirador, a que distância abaixo da superfície ele pode nadar no mar? (R. 10,6 m)
15. (a) Encontre o peso total da água em cima de um submarino nuclear, a uma profundidade de 200 m, supondo que seu casco (corte da seção transversal) tenha área de 3000 m2. (b) A que pressão da água um mergulhador estaria submetido a essa profundidade? Expresse sua resposta em atmosferas. Você acha que os ocupantes de um submarino danificado, a essa profundidade, poderiam escapar sem equipamento especial? Considere a densidade do líquido 1,03 g/cm3.(R. 6,1.109 N e 19,9 atm)
16. Um gás está contido em um dispositivo vertical pistão-cilindro e sem atrito. O pistão tem massa de 4 kg e uma seção transversal de 35 cm2. Uma mola comprimida acima do pistão exerce uma força de 60 N sobre ele. Se a pressão atmosférica for de 95 kPa, determine a pressão dentro do cilindro. (Çengel; Cimbala, 2007) Resposta: 123,4 kPa.
17. Para a configuração mostrada na figura a seguir, calcule o peso do êmbolo se a leitura de pressão manométrica for de 70 kPa. (Giles at al, 1996) Resposta: 61,6 kN. 
18. Determinar a diferença de pressão entre os tanques A e B da Figura abaixo:
 Dados: ϒar = 11,8 N/m3 ; ϒágua = 9.810 N/m3 ; ϒHg = 132.800 N/m3
19. Determine a pressão relativa no ponto A na água contida na câmara pressurizada mostrada no esquema abaixo. Considere que ρA = 1000 kg/m3, ρM = 13,6ρA, g = 9,8 m/s2, h1 = 20 cm, h2 = 15 cm e h3 = 30 cm.
Respota:20,9KPa
20. Um recipiente cilíndrico cujo peso é de 79 N está invertido e imerso em uma bacia de água conforme ilustração na figura abaixo. Determine a diferença de altura “h” no manômetro e a força “F” necessária para manter o recipiente na posição ilustrada na figura
Resposta: 9,5 cm e 59,7N
21. A pressão sanguínea medida no antebraço de uma pessoa saudável deve ser próxima de 120 mmHg. Se conectarmos a veia em um braço de uma pessoa saudável a um tubo vertical, aberto a atmosfera, qual será a altura que o sangue subirá no tubo? Considere que a massa específica do sangue é de 1050 kg/m3
Dados adicionais: ρHg = 13600 kg/m3, g = 9,8 m/s2.
Resposta: 1,55 m
22. A figura abaixo mostra ar contido num recipiente inicialmente a 100 °C. O ar é resfriado e a água do manômetro sobe 0,5 cm para dentro do recipiente. Determine a leitura inicial do manômetro (antes do ar se resfriado), a leitura final do manômetro (após resfriamento) e a temperatura final do ar (considere que o ar se comporta como um gás ideal, de modo que P1V1/T1 = P2V2/T2, onde T é dado em K e as pressões são absolutas). Dados: γágua = 10000 N/m3, γHg = 136000 N/m3, Patm = 100 kPa, [K = °C + 273,15].
Resposta: 25,2Kpa, 12,05Kpa, 44,12ºC
23. Uma sala no nível inferior de um navio de cruzeiro tem uma janela circular de 30 cm de diâmetro. Se o ponto médio da janela estiver 5 metros abaixo da superfície da água, determine a força hidroestática que age sobre a janela e centro de pressão tome a densidade relativa da água do mar como 1,025 (Çengel, Cimbala, 2007). Resposta: 3,47 kN; yR = 5,001 m.
Dado: Ixc = 3,98.10-4
24. A comporta AB da figura a seguir, tem 2 m de diâmetro e gira em torno do eixo C, localizado a 40 mm abaixo do centro de gravidade. A que profundidade h pode subir a água, sem causar um momento de desequilíbrio em torno do eixo C? (Giles et al., 1996) Resposta: h = 5,25 m.
Dado: Ixc=0,785m4
25. Calcule a força aplicada sobre uma placa retangular de 3,0 x 5,0 m2 integrada na parede de um reservatório contendo água, como mostra a figura. Localize o centro de aplicação. (Sol.: 828,1 kN, yR = 6,82 m.
Dado: Ixc=31,25 m4
26. A superfície curva circular AB é um quarto de uma circunferência de raio 4 ft. A largura do tanque é de 6 ft. Ache a força resultante total que age na superfície curva. Dado: γH2O = 62,4 lbf/ft3.(Evett; Liu, 1988) Resposta: FR= 22420,7 lbf
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