lista mecanica dos fluidos*

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1. Água (fluido incompressível) escoa através da caixa retangular mostrada na 
figura abaixo. As áreas do escoamento são A1 = 0,05 m2, A2 = 0,01 m2 e A3 = 
0,06 m2. A velocidade média de entrada na área 1 é 4 metros por segundo, na 
área 2 é 8 metros por segundo (também de entrada). Encontre a velocidade da 
área 3 e o fluxo líquido de quantidade de movimento através do volume de 
controle. O ângulo que a normal à área da saída faz com a parede é de 60º. 
 
2. Considere o escoamento incompressível, bidimensional entre duas placas 
paralelas como mostrado na figura. Na entrada, o perfil de velocidades é 
uniforme mas a uma distância L, o perfil é parabólico: 
2
m
yV V 1
h
⎡ ⎤⎛ ⎞= −⎢ ⎥⎜ ⎟
⎝ ⎠⎣ ⎦
 
Obtenha a soma das forças de pressão e de fricção F por unidade de largura 
em termos de h, Vm e massa específica. 
Departamento de Engenharia Mecânica - PUC–Rio 
Fenômenos de Transporte 
 
 
EXERS DE MECÂNICA DOS FLUIDOS 
Equação da Conservação 
da Quantidade de Movimento 
 
 
Prof. Washington Braga 
 
 
3. Um carro com uma pista curva sobre ele (veja a figura) é atingido por um 
jato de água. Encontre a massa necessária para manter o carro parado, 
sabendo-se que o jato tem velocidade V = 15 m por segundo, a área do bocal é 
de 0,05 m2 e o ângulo que a normal à área de saída faz com a horizontal é de 
50º. 
 
 
4. Um jato de água escoa em regime permanente através de um bocal 
horizontal, descarregando na atmosfera. O diâmetro da seção de entrada é D1 
e o da seção de saída é D2. Determine como a vazão no bocal é afetada pela 
pressão manométrica na entrada, P1g. A velocidade do jato na entrada é V1. 
 
 
5. Um joelho redutor é usado para defletir água em um ângulo de 30º, à taxa 
de 14 kg por segundo em um tubo horizontal enquanto promove a aceleração do 
escoamento. O joelho descarrega água na atmosfera. A seção reta do joelho é 
113 cm2 na entrada e 7 cm2 na saída. A diferença de elevação entre as duas 
seções é de 30 cm. O peso do joelho e da água dentro da tubulação podem ser 
desprezados. Determine a força de ancoragem necessária para manter o 
joelho no lugar. A pressão manométrica na seção de entrada vale 202,2 kPa. 
 
6. O defletor do exercício anterior é substituído por um joelho reversor, de 
forma que o fluido faça uma curva de 180º antes de ser descarregado. Veja a 
figura. Determine a nova força de ancoragem. 
 
 
7. Água escoa em regime permanente através do joelho de 90º mostrado na 
figura. Na entrada, a pressão absoluta é de 221 kPa e a seção reta é de 0,01 
m2. Na saída, a seção reta é de 0,0025 m2 e a velocidade é de 16 metros por 
segundo. A pressão na saída é a atmosférica. Determine a força necessária 
para segurar o joelho no lugar. 
 
 
8. Calcule a força resultante de reação sobre o joelho redutor da figura, 
considerando a vazão volumétrica de 0,50 m3/s de água. 
 
Área da seção 1 = 0,20 m2 Pressão da seção 1: 180 kPa (g) 
Área da seção 2 = 0,05 m2 Pressão da seção 2: 150 kPa (g)