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(Fonte: Fundação CESGRANRIO, Petrobras Transporte S.A.. Processo seletivo público, aplicado em 08/02/2018, para o cargo de Engenheiro(a) Júnior - N...

(Fonte: Fundação CESGRANRIO, Petrobras Transporte S.A.. Processo seletivo público, aplicado em 08/02/2018, para o cargo de Engenheiro(a) Júnior - Naval) Um campo de velocidade de um escoamento viscoso Ux,y,z,t é dado por: Ux = 3x2t + y Uy = xyt - t2 Uz = 0 Sendo a aceleração desse campo dada por: a = D U D t = ∂ U ∂ t + ( U ⋅ → ▽ ) U , o n d e U ⋅ → ▽ = U x ∂ ∂ X + U y ∂ ∂ y + U z ∂ ∂ Z Com os dados acima e considerando o Sistema Internacional de Unidades (SI), a aceleração local medida por um observador estacionário a x = 2 m, y = 3 m no tempo t = 2 s é: 12 → i − 2 → J − 12 → i − 2 → J 10 → i + 2 → J 12 → i + 2 → J − 12 → i + 2 → J

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A resposta correta é: 12 → i − 2 → j. Para calcular a aceleração local, é necessário calcular a derivada da velocidade em relação ao tempo e somar com o produto do gradiente da velocidade com a própria velocidade. Assim, temos: ∂U/∂t = 6xt + y ∂U/∂x = 6xt ∂U/∂y = xt ∂U/∂z = 0 U ⋅ → ▽ = (3x²t + y) ∂/∂x + (xyt - t²) ∂/∂y Substituindo os valores de x, y e t, temos: ∂U/∂t = 12 m/s² ∂U/∂x = 24 m/s² ∂U/∂y = 12 m/s² ∂U/∂z = 0 U ⋅ → ▽ = 36 → i + 6 → j Assim, a aceleração local medida por um observador estacionário a x = 2 m, y = 3 m no tempo t = 2 s é: a = ∂U/∂t + U ⋅ → ▽ a = 12 → i − 2 → j.

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