Teste Pós-Aula 3b_ Revisão da tentativa (2)

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06/03/2021 Teste Pós-Aula 3b: Revisão da tentativa
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Iniciado em sábado, 6 Mar 2021, 16:01
Estado Finalizada
Concluída em sábado, 6 Mar 2021, 17:31
Tempo
empregado
1 hora 29 minutos
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
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Questão 1
Correto
Atingiu 0,30 de 0,30
No cotovelo da figura abaixo, escoa água a 20°C e vazão Q = 0,013 m³/s. Na seção 1, a área é A = 80 cm² e a pressão p =  200 kPa. Se o
jato sai pela seção 2 de área A = 8 cm² numa direção de θ = 48° com a horizontal, calcule o módulo da força total provida pelos parafusos
do flange na seção 1 em kN, desprezando o peso do cotovelo e da água.
Resposta: 1,77 
1 1
2
 Por se tratar de um problema de força num volume finito, a solução mais indicada é através da equação integral da quantidade de
movimento linear, que para um problema permanente é:
 Essa equação fornece a força que é aplicada num determinado volume de controle (VC). Na figura abaixo, é destacado o VC mais adequado
para o problema em questão (passa pela seção 1 e 2, perpendicularmente), tendo em vista que se tem informações nessas duas seções e
deseja-se calcular a força em 1. 
em x:
Σ = Σ(±F ⃗  m⋅ V ⃗ )i

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 pela equação da continuidade
 ,
 simplificando a equação anterior para
  .
 Como
 e ,
 então
 
  = 1,76 kN
 
em y:
,
substituindo e :
 = 0,16  kN
 
O módulo da resultante será:
 = 1,77 kN
 
A resposta correta é: 1,77.
= Σ(±Fx m
⋅
Vx)i
→ − = − ⋅ + ⋅ (− ⋅ cosθ)p1A1 Fx m
⋅
e Ve m
⋅
s Vs
= = ρQm⋅ e m
⋅
s
− = −ρQ ⋅ ( + ⋅ cosθ)p1A1 Fx Ve Vs
→ = + ρQ ⋅ ( + ⋅ cosθ)Fx p1A1 Ve Vs
= Q/Ve A1 = Q/Vs A2
→ = + ρ ⋅ ( + )Fx p1A1 Q
2 1
A1
cosθ
A2
= −0 + ⋅ (− ⋅ cosθ)Fy m
⋅
s Vs
m
⋅
s Vs
= −Fy
ρ senθQ2
A2
=∣∣F
⃗ ∣
∣ +F
2
x F
2
y
− −−−−−−
√

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Questão 2
Correto
Atingiu 0,30 de 0,30
O jet ski representado na figura abaixo é propulsado por um jato d'água de vazão Q =2 m /s, expelido num tubo horizontal localizado na
traseira a uma velocidade V =7 m/s. O jato entra pelo inferior com componente de velocidade horizontal nula. Se a força de arrasto é dada
pela expressão F =kV , onde k=27,5 N.s /m é uma constante, determine a velocidade terminal V do jet ski.
Dado: ρ = 1025 kg/m .
Resposta: 22,8  
j
3
j
d
2 2 2
mar
3
m/s
Não há variações ao longo do tempo, portanto o problema pode ser classificado como permanente.
Escolhendo-se como volume de controle (VC) a região compreendida pela tubulação de entrada e saída do fluido no jetski, a equação
integral do momentum
pode ser aplicada ao VC, adotando-se um sistema de coordenadas com eixo x horizontal no sentido do movimento do jetski. De acordo com
o enunciado, não há componente horizontal da entrada do jato e a força resultante corresponde à força de arrasto (F = kV ), então:
Assin, a incógnita do problema (velocidade do jetski V) e calculada por 
= 22,8 m/s
A resposta correta é: 22,8 m/s.
∑ =∑±F ⃗  mi˙ Vi
→
d 
2
− = −0 + = (− ) = −ρQFd ms˙ Vs ṁs Vj Vj
→  k = ρQV 2 Vj
V =
ρQVj
k
− −−−−
√

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Questão 3
Incorreto
Atingiu 0,00 de 0,30
Uma bomba horizontal recalca água à uma vazão de 55 m³/h e 20ºC. O bocal de entrada, onde a pressão é p = 120 kPa, tem área A = 60
cm². No bocal de saída, a pressão é p = 479 kPa e a área A = 7 cm². Calcule a potência da bomba em kW, desprezando as perdas.
 
Resposta: 5,63 
1 1
2 2
Como o problema pede a potência da bomba, a equação necessária é a da energia:
 
Sendo a bomba horizontal, podemos considerar . Além disso, não há turbina e as perdas devem ser desprezadas. Portanto:
  = 59,9 m
 
Potência é definida como a relação entre energia e tempo. A grandeza refere-se à energia potencial gravitacional. Então:
  = 9 kW
A resposta correta é: 8,96.
+ + = + + + − +
p1
γ
V 21
2g
z1
p2
γ
V 22
2g
z2 hT hB hp
=z1 z2
= +hB
−p2 p1
γ
−V 22 V
2
1
2g
hb
Pot = = = ⋅ g ⋅ = ρ ⋅Q ⋅ g ⋅
dE
dt
dm ⋅ g ⋅ hB
dt
m
⋅
hB hB
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