Avaliação I Mecânica dos Fluidos Civil 2020 2 (1)

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UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA-UDESC 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA CIVIL 
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS 
PROFESSOR: LUCIANO ANDRÉ KOSLOWSKI 
ACADÊMICO(A): _______________________________________ PERÍODO LETIVO 2020/2 
 
1° AVALIAÇÃO DE APRENDIZAGEM 
 
A avaliação de aprendizagem deverá ser resolvida individualmente. A lista deve ser escrita de 
forma manuscrita, em ordem numérica e digitalizada em arquivo único e enviada para o e-mail: 
luciano.koslowski@udesc.br até o dia 19.12.2020 às 12:00. 
A aula do dia 18.12.2020 será disponibilizada para a realização da atividade. 
Cada questão (01 a 15) vale 0,61 pontos. 
 
 
01. Se a massa específica da água a 0ºC é de 1000 kg.m-3, calcule o peso específico da água na unidade 
N.m-3. 
Resposta: 9810 N/m3 
 
02. Um tanque de ar comprimido contém 6 kg de ar a 80oC, com peso específico de 38,68 N/m3. Determine 
o volume do tanque. 
Resposta: 1,52 m3 
 
03. Os tanques da figura estão totalmente preenchidos com um óleo leve cuja densidade é 0,82. Calcule o 
peso em cada um dos casos. 
 
Resposta: 64288 N e 192864 N 
 
 
04. Um determinado soluto possui difusividade de 1,95.10-5 cm2.s-1 a 25ºC. Considerando um meio aquoso 
estacionário e sabendo-se que, a concentração em um determinado ponto de referência x de 0,20 cm é de 
0,040 molar, ao passo que em outro ponto de referência y de 0,25 cm é de 0,030 molar, calcular a 
quantidade de soluto que atravessa uma superfície de 1 cm2, por unidade de tempo. 
Resposta: 3,90.10-9mol/s 
 
05. Um recipiente cilíndrico possui área de base aproximadamente igual a 8 cm2 e altura de 5 cm. Sabendo-
se que está completamente de um líquido cuja massa específica é de 3 g/cm3 e g= 10 m/s2., calcular: 
a) A pressão na unidade Pa que o líquido exerce no fundo do recipiente; 
b) A Força aplicada sobre a base do recipiente. 
 
Resposta: a) 1500 Pa b) 1,20 N 
 
 
05. O pistão da Figura abaixo tem uma massa de 0,50 kg. O cilindro de comprimento ilimitado é puxado 
para cima com velocidade constante. O diâmetro do cilindro é de 10 cm e do pistão é de 9,0 cm e entre os 
dois existe óleo de ν= 1.10-4 m2/s e γ= 8000 N/m3. Qual a velocidade do cilindro para que o pistão 
permaneça em repouso? 
 
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Resposta: 22,10 m/s 
 
06. Um submarino encalhou a 40m de profundidade. A tampa da escotilha tem área de 2 m2. 
Qual a força necessária a ser exercida para abri-la? Dado: densidade da água do mar dr= 1,03; 
Patm= 1,013.105 N m-2 ; g= 10 m s-2. 
 
Resposta: F= 10,24 . 105 N 
 
07. A figura mostra um tanque fechado que contém 
água. O manômetro indica que a pressão do ar é 48,3 
kPa. Determine: 
a) a altura h da coluna aberta em m; (1 Ponto) 
b) a pressão no fundo do tanque em kPa; 
c) a pressão absoluta do ar no topo do tanque se a 
pressão atmosférica for 101,13 kPa em kPa. 
 
Resposta: a) 2 m b) 60,30 kPa c) 149,40 kPa 
 
 
OBS: pressão atmosférica desprezível. 
 
 
08. Um cilindro maciço resiste a uma força de 
5000 N que faz um ângulo de 20° com a 
normal a uma parede conforme apresentado 
na Figura 2. Calcule a pressão exercida na 
parede, na área de contato do cilindro. A área 
de contato entre o cilindro e a parede é de 8 
cm2. 
 
 
 
 
09. Um bloco com peso de kN, cujas aresta apresenta dimensões de 200 mm, desliza para baixo 
sob uma inclinação de 20° na presença de uma película de óleo com espessura de 0,0050 mm. Se 
usarmos um perfil de velocidade linear no óleo, que é a velocidade terminal do bloco? A 
viscosidade do óleo é de 7.10-3 N.s/m2. 
 
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10. Um bloco de gelo de 30 cm de espessura flutua na água. Qual é a área mínima que deve ter para 
suportar um automóvel de 1130 kgf? Admita a densidade relativa do gelo de 0,92. 
 
 
 
11. Um tronco de madeira cilíndrico, de raio r e comprimento L, encontra-se semi-submerso na água 
conforme figura abaixo. a) Demonstrar que o peso específico da madeira vale 500 kgf m-3. b) O que 
ocorrerá se for inserido um peso de 1 tonelada uniformemente distribuído na aresta superior do 
tronco, no caso em que r= 0,5 m e L= 4m? 
 
 
 
12. O comportamento de fluxo de um fluido é um dos mais importantes parâmetros de estudo da 
reologia. Responda o que se pede: 
 
 
 
a) Indique o significado de cada curva de fluxo( a-b-c-d) no reograma acima completando os dados 
nográfico e indicando o índice de viscosidade; 
b) Discuta de forma aprofundada o significado fenomenológico para cada curva (τ X du/dy). 
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13. Uma ensecadeira de concreto armado (γ= 2400 kgf/m3) tem a forma de um prisma reto de base 
retangular, oco e aberto na parte superior. Inserida vazia em uma lagoa, com 5 m de profundidade 
(constante) a ensecadeira flutua. Determine a menor altura da camada de areia (γ= 1600 kgf/m3), a 
ser colocada dentro da ensecadeira para que toque o fundo da lagoa. A areia é colocada, 
uniformemente em camadas horizontais sucessivas. 
 
 
 
14. Para a pressão atmosférica de 10 m.c.a e desprezando o peso da coluna de ar entre B e C da figura 
abaixo, determinar a pressão absoluta no Ponto B, considerando a resposta em unidade de kgf/m2. 
 
 
15. Para executar as fundações da construção de uma ponte na área central da cidade de Rio do Sul, 
uma caixa de concreto armado de grandes dimensões (12 m de comprimento, 5 m de largura, 10 m 
de altura e 400 toneladas de peso) é lançado a água do rio Itajaí-Açu, cuja profundidade média é de 
8 metros conforme Figura abaixo. Determinar o peso do lastro em toneladas a ser adicionado, de 
forma que a caixa chegue ao fundo do rio.