Grátis: Em se tratando do estudo de regimes de escoamento, ferramentas para representação e visualização do escoamento e das variáveis desse escoamento são... – Questões Respondidas

Mecânica dos Fluidos

Colégio Objetivo

Em se tratando do estudo de regimes de escoamento, ferramentas para representação e visualização do escoamento e das variáveis desse escoamento são muito úteis. Geralmente, os resultados são apresentados de forma gráfica a fim de tornar mais evidentes ou claras as informações obtidas sobre o escoamento.
Dentre os tipos de representação gráfica utilizados, três merecem destaque por serem os mais úteis na área do escoamento de fluidos: os gráficos de perfil, os vetoriais e os de contorno. Sobre os tipos de representação gráfica dos escoamentos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os gráficos de perfil são muito usados e fáceis de entender. São usados para apresentar resultados de variação de uma propriedade escalar ao longo de alguma direção no campo do escoamento.
( ) Os gráficos vetoriais são do tipo matriz de setas que indicam tanto o módulo quanto a direção de uma propriedade em determinado instante de tempo.
( ) Os gráficos vetoriais são também chamados de gráficos de isocurvas.
A F - V - F.
B F - V - V.
C V - F - F.
D V - F - V.

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Vamos analisar cada uma das afirmações sobre os tipos de representação gráfica dos escoamentos: ( ) Os gráficos de perfil são muito usados e fáceis de entender. São usados para apresentar resultados de variação de uma propriedade escalar ao longo de alguma direção no campo do escoamento. É verdadeira (V). Os gráficos de perfil realmente mostram a variação de uma propriedade (como velocidade, pressão, etc.) ao longo de uma direção específica, facilitando a compreensão dos dados. ( ) Os gráficos vetoriais são do tipo matriz de setas que indicam tanto o módulo quanto a direção de uma propriedade em determinado instante de tempo. É verdadeira (V). Os gráficos vetoriais representam visualmente a direção e a magnitude de um vetor, como a velocidade do fluido em um ponto específico. ( ) Os gráficos vetoriais são também chamados de gráficos de isocurvas. É falsa (F). Gráficos de isocurvas (ou gráficos de contorno) representam linhas de igual valor de uma propriedade escalar, enquanto gráficos vetoriais mostram vetores de direção e magnitude. Portanto, a sequência correta é: V - V - F. A alternativa que apresenta essa sequência é a) A.

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Na Hidráulica, alguns conceitos de teor apenas teórico são às vezes admitidos como verdadeiros na prática para simplificação de cálculos e para facilitar a representação de processos. Um exemplo disso é o conceito de fluido perfeito, admitido, em muitos casos, a água para simplificação de equações.
Acerca do conceito de fluido perfeito, assinale a alternativa CORRETA:
A Um fluido perfeito é aquele que apresenta anisotropia quando em movimento.
B Um fluido perfeito seria aquele que apresenta estado isotrópico de tensões quando em movimento e densidade não variável.
C Todos os fluidos em repouso apresentam anisotropia.
D Quanto mais viscoso for o fluido, maior a sua isotropia quando em escoamento.

A viscosidade é uma propriedade muito característica dos fluidos que afeta diretamente suas condições de escoamento. Devido às forças internas de coesão entre as partículas do fluido e às forças de contato sólido-líquido com as paredes da tubulação, as forças de atrito interno e externo são fatores importantes no estudo do escoamento de água em tubulações.
Sobre as forças de atrito interno e externo, analise as sentenças a seguir:
I- A tensão de cisalhamento sobre o fluido é inversamente proporcional ao gradiente de velocidade.
II- A parte do fluido que fica em contato com as paredes da tubulação tem velocidade diferente da parte no eixo central da tubulação, sendo um dos motivos a força de aderência às paredes da tubulação.
III- Para um fluido newtoniano, a taxa de deformação é proporcional à tensão de cisalhamento aplicada.
A Somente a sentença III está correta.
B As sentenças II e III estão corretas.
C As sentenças I e II estão corretas.
D Somente a sentença II está correta

Os fluidos, gases e líquidos têm a capacidade de se deformarem sem grandes dificuldades. Sua definição, portanto, é ligada à reação que apresenta às forças aplicadas. Devido à tensão de cisalhamento, os fluidos conseguem escoar, sendo as características dessa movimentação efeitos da viscosidade e de outras propriedades do fluido.
Sobre as propriedades e condições de repouso ou movimento de um fluido perfeito, analise as sentenças a seguir:
I- Quando qualquer fluido está em repouso, em torno de um ponto qualquer os esforços são iguais em todas as direções.
II- A água e o ar podem ser admitidos como fluidos perfeitos para simplificação de cálculos porque apresentam altas viscosidades.
III- Um fluido perfeito apresenta viscosidade nula, não tendo resistência alguma a uma tensão de cisalhamento.
A Somente a sentença II está correta.
B As sentenças I e II estão corretas.
C As sentenças I e III estão corretas.
D Somente a sentença III está correta.

A viscosidade de um fluido é derivada da coesão das partículas que o compõem, sendo, portanto, uma propriedade do fluido que é relacionada com suas características físico-químicas. É a viscosidade do fluido que dita a sua resposta às forças de cisalhamento que tendem a movimentar os fluidos.
Acerca da viscosidade dos fluidos, assinale a alternativa CORRETA:
A A viscosidade dos líquidos é geralmente menor do que a dos gases.
B A viscosidade é bastante sensível às variações de pressão e pouco sensível às de temperatura.
C A tensão de cisalhamento é gerada quando forças em sentidos iguais ou opostos são aplicadas, em direções iguais e com intensidades diferentes.
D A tensão de cisalhamento gera deformação, que ocorre a uma mesma taxa, independentemente do fluido.

Os fluidos fazem parte da vida e são entendidos como substâncias que não possuem forma e, por isso, se deformam sobre a ação de forças. Na conceituação de fluidos, estes podem estar tanto na fase líquida quanto na gasosa. Quando estudamos os fluidos e suas propriedades, a massa específica e a densidade são importantes para sua caracterização.
Sobre as propriedades dos fluidos, assinale a alternativa CORRETA:
A Os gases apresentam menor compressividade do que os líquidos.
B Os fluidos não apresentam forma definida e nem volume.
C A hidrostática não inclui o estudo de fluidos em repouso.
D Como o fluido responde às situações, depende das suas propriedades físico-químicas, ou seja, da sua estrutura molecular e energia interna.

Existem diversos critérios usados para classificação dos movimentos dos fluidos. A classificação dos tipos de movimento é útil para a diferenciação e determinação de padrões de comportamento esperados no escoamento em tubulações. Algumas das subdivisões dos movimentos são de acordo com grandezas físicas que afetam esses escoamentos, tais como: tempo, velocidade, força (isto é, pressão), dentre outras.
Sobre as classificações dos movimentos dos fluidos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Como exemplos de classificações adicionais do movimento de fluidos, estão o escoamento estabelecidos e não estabelecidos, os escoamentos compressíveis e incompressíveis, escoamento rotacional e irrotacional e outros.
( ) Quando o escoamento se dá por tubulações e a vazão, ocupa integralmente a área geométrica da seção. Este é denominado escoamento turbulento.
( ) O escoamento forçado em tubulações pode ocorrer pela ação da gravidade ou através de bombeamento.
A V - F - F.
B F - V - V.
C F - V - F.
D V - F - V.

A resposta do fluido às situações e/ou pressões depende das suas propriedades físico-químicas, ou seja, da sua estrutura molecular e energia interna. Como os fluidos respondem diferentemente às situações, acabam apresentando valores diferentes para certas propriedades, como, por exemplo, a elasticidade e a compressibilidade.
Acerca da compressibilidade e elasticidade dos fluidos, assinale a alternativa CORRETA:
A A elasticidade dos fluidos é entendida como o inverso da compressibilidade.
B Com o aumento da pressão, o fluido se expande, aumentando o volume.
C A dimensão da elasticidade volumétrica é mL -2. Sendo assim, sua unidade é igual a da pressão no SI, N/m³ (Pa).
D Podemos entender a compressibilidade dos fluidos como a facilidade do fluido aumentar de volume na condição de maior pressão sobre ele.

A Hidráulica usa símbolos e unidades que são acordadas como padrão, a fim de garantir comunicação na área técnica entre pessoas de diferentes línguas. Existe, hoje, uma gama de sistemas de padronização de unidades que podem ser adotados, tais como Sistema MKS, CGS ou Gravitacional.
Sobre os sistemas de unidades usados na Hidráulica, analise as sentenças a seguir:
I- O sistema de unidades SI é também conhecido como Sistema Relativo, pois todo o sistema é com base na relação de grandezas com referência às grandezas primárias.
II- Atualmente, na Hidráulica, adota-se o Sistema Internacional de Unidades.
III- Mais por tradição do que por simplicidade ou comodidade, a comunidade científica da área da Hidráulica adotava antigamente o sistema MKS.
A As sentenças I e II estão corretas.
B Somente a sentença II está correta.
C As sentenças II e III estão corretas.
D Somente a sentença III está correta.

Os termos em regime permanente e uniforme são muito usados na Hidráulica, principalmente porque muitas vezes admite-se essas condições para fins de simplificação de cálculo. Por isso, é necessário distinguir os termos permanente e uniforme corretamente. De maneira simples podemos dizer que o termo regime permanente implica em não haver mudança com o passar do tempo, enquanto o termo uniforme implica em não haver mudança com o espaço.
Acerca do regime de escoamento do tipo não permanente, analise as sentenças a seguir:
I- Uma subdivisão do tipo de regime não permanente é a classificação em escoamento aleatório, no qual a velocidade varia de forma periódica no tempo.
II- O escoamento em regime não permanente pode ser subdividido em dois tipos aleatórios, transiente e periódico.
III- No escoamento do tipo periódico, o escoamento tende assintoticamente a alcançar o regime permanente.
A Somente a sentença I está correta.
B As sentenças I e III estão corretas.
C Somente a sentença II está correta.
D As sentenças II e III estão corretas.

A resposta do fluido às situações e/ou pressões depende das suas propriedades físico-químicas, ou seja, da sua estrutura molecular e energia interna. Como os fluidos respondem diferentemente às situações, acabam apresentando valores diferentes para certas propriedades, como, por exemplo, a elasticidade e a compressibilidade.
Acerca da compressibilidade e elasticidade dos fluidos, assinale a alternativa CORRETA:
A Com o aumento da pressão, o fluido se expande, aumentando o volume.
B A dimensão da elasticidade volumétrica é mL-2. Sendo assim, sua unidade é igual a da pressão no SI, N/m³ (Pa).
C A elasticidade dos fluidos é entendida como o inverso da compressibilidade.
D Podemos entender a compressibilidade dos fluidos como a facilidade do fluido aumentar de volume na condição de maior pressão sobre ele.

Em se tratando do estudo de regimes de escoamento, ferramentas para representação e visualização do escoamento e das variáveis desse escoamento são muito úteis. Geralmente, os resultados são apresentados de forma gráfica a fim de tornar mais evidentes ou claras as informações obtidas sobre o escoamento.
Sobre os tipos de representação gráfica dos escoamentos, classifique V para as sentenças verdadeiras e F para as falsas:
( ) Os gráficos de perfil são muito usados e fáceis de entender. São usados para apresentar resultados de variação de uma propriedade escalar ao longo de alguma direção no campo do escoamento.
( ) Os gráficos vetoriais são do tipo matriz de setas que indicam tanto o módulo quanto a direção de uma propriedade em determinado instante de tempo.
( ) Os gráficos vetoriais são também chamados de gráficos de isocurvas.
A F - V - F.
B F - V - V.
C V - F - F.
D V - F - V.