MECÂNICA DOS FLUÍDOS 17-12-2016

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GRUPO SER EDUCACIONAL 
GRADUAÇÃO EAD 
GABARITO 
FINAL-2016.2B – 17/12/2016 
 
 
 
 
 
 
1.Considerando o sistema de referência adotado na figura abaixo o perfil parabólico de velocidade do 
escoamento do fluido sobre uma placa fixa é uma expressão do tipo V(y) = 2,5 – 250y2 com V dado em m/s e y 
em metros. Assinale a alternativa que indica o valor do gradiente de velocidade desse escoamento no ponto 
y=50 mm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) 5s-1 
b) -20s-1 
c) 55s-1 
d) -2s-1 
e) -25s-1 
Alternativa correta: Letra E. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 09: viscosidade de fluidos newtonianos 
Comentário: O gradiente de velocidade é dado por: 
 
 
Para , ou seja, , 
Teremos: 
GABARITO 
QUESTÕES COMENTADAS 
Disciplina MECÂNICA DOS FLUIDOS 
Professor (a) WALDOMIRO BEZERRA 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
E D B C C E E A C B 
 
 
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DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS PROFESSOR (A): WALDOMIRO BEZERRA 
 
 
2. Óleo é bombeado do ponto A até o ponto L em uma canalização vertical, conforme mostra a Figura abaixo. A 
canalização tem diâmetro de 15 cm, sendo a vazão do óleo é de 3 L/s, usando os valores fornecidos na tabela 
abaixo assinale a alternativa que melhor se apresenta para a determinação da perda de carga singular do 
percurso apresentado. Adote g=10m/s². Ver figura abaixo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) 10,4 m 
b) 0,014 mm 
c) 2,0 m 
d) 2 mm 
e) 14 cm 
Alternativa correta: Letra D. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 128: perdas de carga singulares, equação (4.29). 
Comentário: Antes de aplicar a equação para determinar a perda de carga singular vamos determinar o valor da 
velocidade do escoamento na tubulação: 
 
 
 
 
 
 
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Agora vamos aplicar a equação para determinar a perda de carga singular, teremos então: 
 
 
 
 
3. Quando água escoa na tubulação a uma vazão de 0,57 m³/s, a turbina esboçada na figura abaixo gera 60 kW 
de potência elétrica e possui eficiência igual a 80%. Assinale a opção que apresenta o valor aproximado do 
módulo da cota h indicado na figura. Considere que a água está represada em um tanque de grandes 
dimensões. Despreze as perdas e use g = 10m/s² e 
 
 
 
a) 18,20m. 
b) 10,12m. 
c) 2,40m. 
d) 25,10m 
e) 15,25m 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 49: Balanço global de energia mecânica e máquinas 
de fluxo, equação (2.13). 
Comentário: Vamos começar determinando a seção transversal de área que atravessa o jato d’água: 
 
Com o valor da vazão e da área descobrir a velocidade de saída do jato livre. 
. 
Os valores da turbina irão nos ajudar a determinar a carga na turbina (Hm) 
 
 
 
 
Admitindo o plano horizontal de referência atravessando a saída no jato livre e, usando a equação (2.13) página 49 de 
seu BUP teremos: 
 
 
 
 
 
 
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4. Um engenheiro projetou uma prensa hidráulica contendo um pistão de pequena secção transversal a que 
deverá exercer uma pequena força f no líquido contido na prensa. Um tubo faz a ligação desse líquido com 
outro pistão de maior diâmetro contendo uma área A, conforme ilustrado na figura. Sabendo que o diâmetro do 
pistão maior é igual a 50 cm e o diâmetro do pistão menor igual a 4 cm, qual é a massa, em gramas, que deverá 
ser colocada sobre o pistão menor para que o pistão maior possa suportar um peso de 128 N? Adote g=10m/s² 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) 25 g 
b) 306 g 
c) 82 g 
d) 210 g 
e) 100 g 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 19: Lei de Pascal equações (1.18 e 1.19). 
Comentário: Aplicando a lei de Pascal teremos: 
 
 
 
 
 
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5. Um trecho de seção contínua de um duto com área transversal de 12 cm² e diâmetro hidráulico de 30 mm 
possui 36 metros de extensão, com vazão de 2,4 litros por segundo. Considerando que o fator de atrito é 0,01, 
qual a perda de carga desse trecho? Adote g = 10 m/s². 
 
a) 120 m 
b) 36 m 
c) 2,4 m 
d) 20 m 
e) 10 m 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 115 equação (4.5). 
Comentário: Antes de aplicar a equação de Darcy vamos determinar o valor da velocidade do escoamento na 
tubulação: 
 
De posse da velocidade vamos aplicar a equação de Darcy, equação (4.5) de seu BUP: 
 
 
6.Quanto à perda de carga, foram feitas as seguintes afirmações: 
 
I. A energia despendida pelo líquido para vencer as resistências que oferecem ao seu deslocamento, devido 
à atração molecular do próprio líquido, e as resistências próprias aos referidos dispositivos, para que este 
líquido possa escoar, chama-se perda de carga. 
II. A resistência que os líquidos oferecem ao escoamento é um fenômeno de inércia-viscosidade e é 
caracterizado pelo número de Reynolds (Re), que exprime a relação entre as forças de inércia e as forças 
de atrito interno (forças de cisalhamento) atuantes durante o escoamento. 
III. A perda de carga entre dois pontos de um encanamento ou dispositivo de escoamento pode ser entendida 
como a diminuição da energia entre os referidos pontos. 
 
Dessas afirmações está (ão) correta(s) 
 
a) apenas II. 
b) apenas I e II. 
c) apenas I e III. 
d) apenas II e III. 
e) apenas I, II e III 
Alternativa correta: Letra E. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 117 a 132: Perdas de carga. 
Comentário: 
Afirmativa I - O coeficiente, número ou módulo de Reynolds (abreviado como Re) é um número adimensional usado 
na mecânica dos fluidos para o cálculo do regime de escoamento de determinado fluido sobre uma superfície. É 
utilizado, por exemplo, em projetos de tubulações industriais. O conceito foi introduzido por George Gabriel Stokes em 
1851,mas o número de Reynolds tem seu nome oriundo de Osborne Reynolds, um físico e engenheiro irlandês (1842–
1912), quem primeiro popularizou seu uso em 1883. 
O seu significado físico é um quociente de forças: forças de inécia ( ) por forças de 
viscosidadade( ). É expressado como 
 
Sendo 
 
 
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 - velocidade média do fluido 
 - longitude característica do fluxo, o diâmetro para o fluxo no tubo 
 µ - viscosidade dinâmica do fluido 
 - massa específica do fluido 
 
Afirmativa II - A perda de Carga é a energia perdida por unidade de peso do fluido quando o mesmo escoa. 
 
 
7.A tubulação de 1.300 m de comprimento e 600 mm de diâmetro liga uma represa a um reservatório de grandes 
dimensões e é feita em concreto com acabamento comum cujo fator de atrito foi calculado em 0,018. 
Determinar o desnível entre as cotas NA1 e NA2 sabendo-se que a vazão transportada é de 250 l/s e que o nível 
d´água no reservatório inferior (NA2) está na cota 10,00 m. Desprezar as perdas localizadas. Adote g = 10m/s². 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) 15,51 m. 
b) 5 m. 
c) 0,5 m. 
d) 10,51 m. 
e) 1,51m. 
Alternativa correta: Letra E. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 118: Perdas de carga distribuídas, BUP página 53: 
Balanço global de energia com perda de carga e a equação (13) do guia da IV unidade. 
Comentário: Antes de aplicar a equação da energia vamos determinar o valor da velocidade do escoamento na 
tubulação: 
 
 
Agora vamos escolher um Plano Horizontal de Referência para escrevermos nossa equação de energia 
 
 
 
 
 
A perda de carga será dada pela equação de Darcy, uma vez que não existem máquinas no trecho observado e que 
podemos desprezar as perdaslocalizadas, então reescrevemos a equação da energia como sendo: 
 
Colocando os valores obtidos pelo problema chegaremos a 
 
 
 
 
 
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8.Nas aplicações de máquinas hidráulicas e tubulações, o correto uso das unidades de medidas, relativas às 
propriedades dos fluidos, é de fundamental importância, assim como as conversões de unidades, suas 
interpretações e noções de valores práticos. Para um dado ensaio, sabe-se que o número de Reynolds 
necessário é igual a 12 500. Sabendo que o diâmetro do tubo é de 20 mm e que a velocidade é de 5 m/s, pode-se 
afirmar que a viscosidade cinemática do óleo quente é igual a: (Lembre que: ). 
 
a) 8 x 10-6 
b) 8 x 10-5 
c) 4 x 10-6 
d) 4 x 10-5 
e) 2 x 10-6 
Alternativa correta: Letra A. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 28: Escoamento laminar e turbulento, equação (1.29). 
Comentário: Aplicando a equação de Reynolds: 
 
 
 
9.De acordo com a reologia, assinale a alternativa que corresponde corretamente quais são as classificações 
dos fluidos que representam, respectivamente, as curvas da Figura abaixo, considerando o comportamento da 
variação da taxa de cisalhamento com a taxa de deformação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a) dilatante, pseudoplástico, newtoniano, plástico de Bingham. 
b) dilatante, plástico de Bingham, pseudoplástico, newtoniano. 
c) plástico de Bingham, newtoniano, dilatante, pseudoplástico. 
d) newtoniano, plástico de Bingham, dilatante, pseudoplástico. 
e) plástico de Bingham, pseudoplástico, dilatante, newtoniano. 
Alternativa correta: Letra C. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 16: Figura (1.11). 
 
 
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Comentário: Observado às alternativas a única que indica que o perfil 2 é newtoniano é a letra C. 
 
10. O fenômeno que consiste na formação e subsequente colapso, ao longo do escoamento de um líquido, de 
bolhas ou cavidades preenchidas por vapor de líquido, denomina-se: 
 
a) Golpe de aríete 
b) Cavitação. 
c) Despressurização. 
d) Escorva. 
e) Autoaspiração. 
Alternativa correta: Letra B. 
Identificação do conteúdo: A resposta está no seu BUP página 132: 
Comentário: Cavitação é o nome que se dá ao fenômeno de vaporização de um líquido pela redução da pressão, 
durante seu movimento. Para todo fluido no estado líquido pode ser estabelecida uma curva que relaciona a pressão à 
temperatura em que ocorre a vaporização. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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