Lista de exercícios - estática dos fluidos 2015

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Lista de exercícios - estática dos fluidos 2015

  1. 1. LISTA DE ESTÁTICA DOS FLUIDOS E CONCEITOS INICIAIS 1) Determine o peso de um reservatório de óleo que possui uma massa de 400 kg. Se o reservatório tem um volume de 0,502 m3 , determine a massa específica e o peso específico. 2) Um tanque de ar comprimido apresenta um volume igual a 2,38x10-2m3 . Determine a massa específica e o peso do ar contido no tanque quando a pressão relativa do ar no tanque for igual a 340kPa. Admita que a temperatura do ar no tanque é 21ºC e que a pressão atmosférica vale 101,3kPa. A constante do gás para o ar é R=287 J/kg K. 3) Determine a massa específica, o volume específico e o peso específico de um óleo que pesa 33 kN contido num reservatório de 3.5m3 .. 4) (Petrobrás – 2011 / Engenheiro de Petróleo) A viscosidade absoluta, também conhecida como viscosidade dinâmica, é uma propriedade física característica de um dado fluido. Analisando-se a influência da temperatura sobre a viscosidade absoluta de líquidos e gases, observa- se que a(s): (A) variação da viscosidade com a temperatura é função da substância em si e não de seu estado físico. (B) viscosidade de líquidos aumenta e a de gases decresce com o aumento da temperatura. (C) viscosidade de líquidos decresce e a de gases aumenta com o aumento da temperatura. (D) viscosidades de líquidos e gases aumentam com o aumento da temperatura. (E) viscosidades de líquidos e gases decrescem com o aumento da temperatura. 5) Ar a 200C escoa sobre uma placa plana apresentando um perfil de velocidade senoidal tal como mostrado na figura. Determine a tensão de cisalhamento para y=3,5mm. Considere a massa especifica do ar igual a 1,23 kg/m3 e viscosidade dinâmica igual a 1,8x10-5 kg/m.s. 6) O perfil de velocidade do escoamento de um óleo numa superfície sólida é dada por: u(y)= 3y2 , onde u(y) é o perfil de velocidade em m/s e y o afastamento da superfície em (m). O óleo apresenta viscosidade absoluta de 1x10-3kg/m.s. Determinar a tensão de cisalhamento a 15cm da superfície sólida. 7) Um fluido tem uma viscosidade dinâmica de 4,5x10-3 N.s/m2 e uma massa específica de 0,67 kg/dm3 . Determinar a sua viscosidade cinemática. 8) Na figura abaixo, há 3 tipos de perfis de velocidade diferentes (o perfil 3 se trata de uma parábola).
  2. 2. Observando a figura acima, responda as seguintes questões: a) Qual perfil não obedece a condição de não-escorregamento? b) Como se comportará o valor da tensão de cisalhamento nos 3 casos? No caso 3, indique onde a tensão de cisalhamento terá o seu valor mínimo. 9) Um sólido fluta em água com 1/8 de seu volume submerso. O mesmo corpo flutua em óleo com 1/6 de seu volume submerso. Determine a relação entre a massa específica do óleo e a massa específica da água. Resposta: 3/4 10)Um paralelepípedo de altura igual a 1,2 m e área da base igual a 1 m2 flutua em água com 0,4 m da sua altura submersa. Qual a relação entre a massa específica do paralelepípedo e a massa específica da água? Resposta: 1/3 11)Um bloco de concreto pesa 445 N no ar e “pesa” apenas 267 N quando imerso em água doce (9802 N/m3 ). Qual é o peso específico médio do bloco? Resposta: 24.722 N/m3 12)O gráfico abaixo representa bem a variação da pressão de um fluido – de superfície livre - com a profundidade (H)? Justifique. 13)Qual o valor da pressão absoluta num ponto a uma profundidade de 45m de um líquido de densidade relativa 1,23?
  3. 3. 14)Mercúrio é colocado num tubo em U. Em seguida, coloca-se água até que a mesma tenha 27,2 cm de altura. Determine a altura da coluna de mercúrio em relação à superfície de separação entre os líquidos (linha tracejada). SGHg = 13,55 15)Determine a pressão manométrica em A, sabendo que o ramo do lado esquerdo se encontra aberto e em contato com o meio ambiente. SGHg = 13,55 16)No manômetro abaixo, PA = 300 Pa e PB = 150 Pa. Sabendo disso, encontre o valor de h. SGHg = 13,55
  4. 4. 17)Um sólido fluta em água com 1/8 de seu volume submerso. O mesmo corpo flutua em óleo com 1/6 de seu volume submerso. Determine a relação entre a massa específica do óleo e a massa específica da água. Resposta: 3/4 18)Um paralelepípedo de altura igual a 1,2 m e área da base igual a 1 m2 flutua em água com 0,4 m da sua altura submersa. Qual a relação entre a massa específica do paralelepípedo e a massa específica da água? Resposta: 1/3 19)Um bloco de concreto pesa 445 N no ar e “pesa” apenas 267 N quando imerso em água doce (9802 N/m3 ). Qual é o peso específico médio do bloco? Resposta: 24.722 N/m3

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