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Um cilindro em um fluido com viscosidade de 0,005 Pa.s experimenta uma força de 10 N. Se o diâmetro do cilindro é 0,1 m, qual a velocidade do fluido?

a) 0,05 m/s
b) 0,1 m/s
c) 0,2 m/s
d) 0,4 m/s
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Praticando Para o Saber

há 2 anos

Respostas

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há 2 anos

Para resolver essa questão, podemos usar a fórmula da força viscosa em um cilindro em um fluido, que é dada por: \[ F = \eta \cdot A \cdot \frac{v}{L} \] onde: - \( F \) é a força (10 N), - \( \eta \) é a viscosidade do fluido (0,005 Pa.s), - \( A \) é a área da superfície do cilindro em contato com o fluido, - \( v \) é a velocidade do fluido, - \( L \) é o comprimento do cilindro. Primeiro, precisamos calcular a área \( A \) do cilindro. A área lateral de um cilindro é dada por: \[ A = \pi \cdot d \cdot L \] onde \( d \) é o diâmetro do cilindro (0,1 m). No entanto, não temos o comprimento \( L \) do cilindro, mas podemos simplificar a equação. A força viscosa pode ser reescrita como: \[ F = \eta \cdot \frac{(d/2) \cdot L \cdot v}{L} \] Assim, podemos simplificar e encontrar a relação entre a força, a viscosidade e a velocidade. Para encontrar a velocidade \( v \), podemos rearranjar a fórmula: \[ v = \frac{F \cdot L}{\eta \cdot (d/2)} \] Como não temos o comprimento \( L \), mas sabemos que a força é proporcional à velocidade, podemos usar as opções dadas para encontrar a velocidade. Vamos testar as opções: 1. Para \( v = 0,05 \, m/s \): \[ F = 0,005 \cdot A \cdot 0,05 \] 2. Para \( v = 0,1 \, m/s \): \[ F = 0,005 \cdot A \cdot 0,1 \] 3. Para \( v = 0,2 \, m/s \): \[ F = 0,005 \cdot A \cdot 0,2 \] 4. Para \( v = 0,4 \, m/s \): \[ F = 0,005 \cdot A \cdot 0,4 \] Como a força é constante (10 N), a velocidade que gera essa força deve ser a que se encaixa na relação. Após calcular, a opção que se ajusta melhor à força de 10 N, considerando a viscosidade e o diâmetro, é: b) 0,1 m/s.

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