Fenomenos

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Fenomenos

  1. 1. Parte 1 - Breve relatório sobre propriedades dos Fluidos + Exercício Um fluido é uma substância que se deforma continuamente quando submetida a uma tensão de cisalhamento, não importando o quão pequena possa ser essa tensão. Os fluidos incluem os líquidos, os gases, os plasmas e, de certa maneira, os sólidos plásticos. Os fluidos compartilham a propriedade de não resistir à deformação e apresentam a capacidade de fluir. Enquanto em um sólido, a resistência é função da deformação, em um fluido a resistência é uma função da razão de deformação. Uma consequência deste comportamento é o Princípio de Pascal o qual caracteriza o importante papel da pressão na caracterização do estado fluido em movimento. A distinção é feita pela comparação da viscosidade da matéria: por exemplo asfalto, mel, lama são substâncias que podem ser consideradas ou não como um fluido, dependendo do período das condições e do período de tempo no qual são observadas. Líquidos possuem uma interação intermolecular forte (pontes de van der Waals) e por isso eles tomam a forma do recipiente, porém restringindo-se a um volume finito. Gases possuem interação molecular fraca e por isso, além de tomarem a forma do recipiente, o preenchem completamente. Como podemos ver na expressão abaixo, a tensão de cisalhamento depende da força tangencial e da área. A Lei de Newton da Viscosidade diz que a relação entre a tensão de cisalhamento (força de cisalhamento x área) e o gradiente local de velocidade é definida através de uma relação linear, sendo a constante de proporcionalidade, a viscosidade do fluido. Assim, todos os fluidos que seguem este comportamento são denominados fluidos newtonianos. A equação que define a Lei de Viscosidade de Newton é a seguinte: Um fluido não-newtoniano é um fluido cujas propriedades são diferentes dos fluidos newtonianos, mais precisamente quando a tensão de cisalhamento não é diretamente proporcional a taxa deformação. Como consequência, fluidos não-newtonianos podem não ter uma viscosidade bem definida.
  2. 2. Um fluido ideal é um fluido que pode ser completamente descrito por suas características de densidade de energia de repouso ρ e pressão isotrópica p. Fluidos reais são "pegajosos" e contém (e conduzem) calor. Fluidos perfeitos são modelos idealizados nas quais estas possibilidades são negligenciadas. Especificamente, fluidos perfeitos não têm esforços de cisalhamento, viscosidade, ou condução de calor. Parte 2 - Perguntas 1 - Qual é o objetivo da estática dos fluidos ? O objetivo é estudar as forças e a consequência de tais forças exercidas por e sobre fluidos em repouso. 2 -Faça a distinção entre forças de contato e forças de ação aplicada ao corpo. Força de contato age na fronteira do corpo com o meio. Força de ação é distribuída através do volume do corpo e se contato físico. 3 - Por que a pressão em num corpo de um fluido em repouso é a mesma em qualquer direção? Porque as forças que age nesse corpo são constantes independente de sua orientação e posição do corpo. 4 - O que expressa a lei de pascal? Expressa que a pressão aplicada a um fluído fechado num recipiente transmite-se uniformemente em todas as direções. 5 - Distinguir pressão absoluta de pressão relativa. Pressão Absoluta é medida em relação ao vácuo absoluto. É equivalente à soma da pressão medida com um manômetro (pressão relativa), mais a pressão atmosférica. Pressão Relativa é medida em relação à pressão atmosférica. 6 - Qual a regra básica para medir diferença de pressão? Pressão manométrica é a pressão medida com relação à pressão da atmosfera. A diferença
  3. 3. entre pressão manométrica e pressão absoluta é a pressão atmosférica. A pressão manométrica também é chamada de pressão efetiva que é aquela que adota como zero a pressão atmosférica local (pressão barométrica). Por ser mais barato, pois o sensor é mais simples, geralmente se mede a pressão manométrica 7 - Defina prisma de pressão. A pressão hidrostática sobre superfícies circundantes volumes de fluido pode ser representado por um prisma de pressão. A pressão sobre superfícies circundantes pode ser facilmente visualizado ao usá-lo. 8 - Cite as principais diferenças da força de superfície inclinada em relação as superfícies planas. O centro das pressões de um superfície inclinada não coincide com seu centro gravitacional ao contrário da superfície plana. 9- Quando é que o centro de pressão não coincide com o centro de gravidade? E quando coincide? Não coincide quando a linha da força resultante não passa pelo ponto do centro de gravidade. E passa quando a linha passa pelo ponto. 10- Como é feita a determinação das forças resultantes numa superfície curva? É feita uma distribuição vetorial dessas forças. Então a força resultante é determinada por duas componentes horizontais e uma vertical. 11 - Como é feita a determinação das forças resultantes numa superfície curva? É feita uma distribuição vetorial dessas forças. Então a força resultante é determinada por duas componentes horizontais e uma vertical. 12- Defina estabilidade dos corpos imersos e flutuantes. Todo corpo que flutua em um liquido que está em repouso tem estabilidade vertical. Se deslocarmos o corpo para cima, causará uma diminuição no volume do liquido deslocado, resultando numa força desequilibrada pra baixo, fazendo com que o corpo tenda novamente para a posição inicial. De forma análoga se empurrarmos um corpo flutuante para baixo, haverá
  4. 4. um acréscimo no empuxo causando uma força não equilibrada para cima. 13 - Quais os métodos para se verificar a estabilidade linear? A figura 2a mostra a seção transversal de um corpo no qual todas as seções transversais são idênticas a esta. O centro de carena está localizado no centro do volume deslocado que, neste caso, coincide com o centro de gravidade da seção transversal submersa. Se o corpo for girado (figura 2b) o centro de carena ocupará o centro de gravidade B’ do trapezoide ABCD; teremos então o empuxo agindo no ponto B’ e para cima, e o peso agindo para baixo no CG do corpo. Se a linha vertical que passa por B’ interceptar a linha central original acima de G, será gerado um conjugado de forças que será contrário ao movimento, estando o corpo em equilíbrio estável. A interseção do empuxo com a linha de centro é o ponto M denominado megacentro. Quando o megacentro: 1) estiver acima de G o equilíbrio será estável; 2) estiver abaixo de G o equilíbrio será instável; 3) coincidir com G o equilíbrio será neutro. A distância MG é chamada altura metacêntrica e seu valor é uma medida direta da estabilidade
  5. 5. do corpo. O conjugado restaurador é dado por: WMGsenθ Onde θ é o deslocamento angular e W é o peso do corpo.
  6. 6. do corpo. O conjugado restaurador é dado por: WMGsenθ Onde θ é o deslocamento angular e W é o peso do corpo.

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