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Marcar para revisão 3 (CESGRANRIO 2010 - Adaptada). 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, um fluido newtoniano de viscosidade absoluta/dinâmica µ escoa entre duas placas planas paralelas que estão separadas por uma distância 2h, com 0 seguinte perfil de velocidades: V = Vmax [1 y/h)², em que Vé a velocidade, Vmax é a velocidade máxima e y é a distância medida perpendicularmente às placas. VPN y=0, Van Fonte CESGRANRIO Petrobras 2010 Engenheiro(a) de Processamento lúnior. O módulo da tensão cisalhante no fluido, a uma distância h/10 das placas, é A B 0,2 µVmax h: C 1,8 µVmax / h: D 2,0 µVmax / h: E 2,2 µVmax / :
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Lucas Candido

há 3 meses

Respostas

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há 3 meses

Vamos resolver passo a passo. Dado: - Perfil de velocidade: \( V = V_{max} \left[1 - \left(\frac{y}{h}\right)^2 \right] \) - Distância entre placas: \( 2h \) - Queremos o módulo da tensão cisalhante \(\tau\) no fluido a uma distância \( y = \frac{h}{10} \) da placa. Passo 1: A tensão cisalhante em um fluido newtoniano é dada por: \[ \tau = \mu \frac{dV}{dy} \] Passo 2: Derivar \( V \) em relação a \( y \): \[ V = V_{max} \left[1 - \left(\frac{y}{h}\right)^2 \right] = V_{max} \left(1 - \frac{y^2}{h^2}\right) \] \[ \frac{dV}{dy} = V_{max} \cdot \frac{d}{dy} \left(1 - \frac{y^2}{h^2}\right) = V_{max} \cdot \left(0 - \frac{2y}{h^2}\right) = -\frac{2 V_{max} y}{h^2} \] Passo 3: Avaliar \(\frac{dV}{dy}\) em \( y = \frac{h}{10} \): \[ \frac{dV}{dy} = -\frac{2 V_{max}}{h^2} \cdot \frac{h}{10} = -\frac{2 V_{max}}{h^2} \cdot \frac{h}{10} = -\frac{2 V_{max}}{10 h} = -\frac{V_{max}}{5 h} \] Passo 4: Calcular o módulo da tensão cisalhante: \[ |\tau| = \mu \left| \frac{dV}{dy} \right| = \mu \cdot \frac{V_{max}}{5 h} = \frac{\mu V_{max}}{5 h} = 0,2 \frac{\mu V_{max}}{h} \] Resposta correta: alternativa A) 0,2 \(\mu V_{max} / h\).

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