Lista de exercícios - estática dos fluidos 2015

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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 m 3 , determine a massa específica e o peso específico. 2) Um tanque de ar comprimido apresenta um volume igual a 2,38x10-2m 3 . 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 3.5m 3 .. 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)= 3y 2 , 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/m 2 e uma massa específica de 0,67 kg/dm 3 . 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).

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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/dm

3.

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).

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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?

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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

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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