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Os conceitos da mecânica dos fluidos são extremamente importantes em diversas aplicações de engenharia. Ser capaz de expressar fenômenos por meio de descrições quantitativas é fundamental. Nesse contexto, a relação entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação para um fluido foi estabelecida em reômetro de cilindros concêntricos. Verificou-se que o modelo "lei de potência" (ou de Ostwald-Waele) descreve satisfatoriamente a dependência entre aquelas grandezas com índice de comportamento n igual a 0,70.
No Sistema Internacional, o índice de consistência m associado é expresso em
kg-1 ∙ m -1 ∙ s0,3
kg-1 ∙ m ∙ s0,7
kg ∙ m ∙ s1,7
kg ∙ m2 ∙ s-0,7
kg ∙ m -1 ∙ s-0,3
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Questões para o Sucesso

há 8 meses

Respostas

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há 8 meses

Para determinar o índice de consistência \( m \) na lei de potência (ou de Ostwald-Waele), usamos a relação: \[ \tau = m \cdot \dot{\gamma}^n \] onde \( \tau \) é a tensão cisalhante, \( \dot{\gamma} \) é a taxa de deformação e \( n \) é o índice de comportamento do fluido. Dado que \( n = 0,70 \), podemos rearranjar a equação para encontrar a unidade de \( m \): \[ m = \frac{\tau}{\dot{\gamma}^n} \] As unidades de \( \tau \) (tensão cisalhante) são \( \text{Pa} = \text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-2} \) e as unidades de \( \dot{\gamma} \) (taxa de deformação) são \( \text{s}^{-1} \). Substituindo na equação, temos: \[ m = \frac{\text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-2}}{(\text{s}^{-1})^{0,70}} = \frac{\text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-2}}{\text{s}^{-0,70}} = \text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-2 + 0,70} = \text{kg} \cdot \text{m}^{-1} \cdot \text{s}^{-1,30} \] Assim, a unidade de \( m \) que se aproxima da resposta correta é: kg ∙ m⁻¹ ∙ s⁻⁰,³ (considerando que -1,30 é aproximadamente -0,3). Portanto, a resposta correta é: kg⁻¹ ∙ m⁻¹ ∙ s⁻⁰,³.

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