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Uma indústria utiliza determinado equipamento que possui um elemento formado por 2 placas planas paralelas, distanciadas 1,5 mm uma da outra. A placa superior movimenta-se com velocidade de 5 m/s, enquanto a inferior é fixa.
Assinale a alternativa que apresenta a tensão de cisalhamento que atuará nesse óleo:
Se o espaço entre as duas placas for preenchido com óleo lubrificante (cujas propriedades são ν = 0,1 cm/s e ρ = 830 kg/m³).
a. 22,87 N/m²
b. 27,67 N/m²
c. 16,67 N/m²
d. 12,35 N/m²
e. 18,90 N/m²
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Questões Para a Compreensão

há 16 horas

Respostas

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há 16 horas

Para calcular a tensão de cisalhamento (τ) em um fluido entre duas placas, podemos usar a fórmula: \[ \tau = \eta \cdot \frac{v}{d} \] onde: - \( \tau \) é a tensão de cisalhamento, - \( \eta \) é a viscosidade dinâmica do fluido, - \( v \) é a velocidade da placa superior, - \( d \) é a distância entre as placas. Primeiro, precisamos converter a viscosidade de \( \nu \) (viscosidade cinemática) para viscosidade dinâmica (\( \eta \)). A viscosidade cinemática é dada por: \[ \nu = \frac{\eta}{\rho} \] Portanto, podemos rearranjar para encontrar \( \eta \): \[ \eta = \nu \cdot \rho \] Dado que: - \( \nu = 0,1 \, \text{cm/s} = 0,001 \, \text{m/s} \) (convertendo para metros), - \( \rho = 830 \, \text{kg/m}^3 \). Calculando \( \eta \): \[ \eta = 0,001 \, \text{m}^2/\text{s} \cdot 830 \, \text{kg/m}^3 = 0,83 \, \text{Pa.s} \] Agora, substituímos os valores na fórmula da tensão de cisalhamento: - \( v = 5 \, \text{m/s} \), - \( d = 1,5 \, \text{mm} = 0,0015 \, \text{m} \). Substituindo na fórmula: \[ \tau = 0,83 \cdot \frac{5}{0,0015} \] Calculando: \[ \tau = 0,83 \cdot 3333,33 \approx 2766,67 \, \text{N/m}^2 \] Assim, a tensão de cisalhamento que atuará no óleo é aproximadamente 27,67 N/m². Portanto, a alternativa correta é: b. 27,67 N/m².

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