Resolução dos Exercícios - Mecânica dos Fluidos Franco Brunetti

Resolução dos Exercícios - Mecânica dos Fluidos Franco Brunetti
Foram ressolvidos os seguintes exercícios do capitulo 1 e 2 do livro
Mecânica dos Fluídos de Franco Brunetti
1.1 - ) A Massa específica de um fluído é 1200kg/m³. Determinar o seu
peso específico e o peso específico relativo (g=9,8m/s²).
1.2 - ) A viscosidade cinemática de um óleo é de 0,028 m²/s e o seu
peso específico relativo é de 0,85. Determinar a viscosidade
cinemática nos sistemas MK*S, CGS, e SI (g=10 m/s² ) .
1.3 - ) A viscosidade dinâmica de um óleo é de 5* 10E^(-4) (kgf.s)/m^2 e o peso específico relativo é de 0,82. Determinar a
viscosidade cinemática nos sistemas MK*S SI e CGS.
1.4 - ) O peso de 3dm³ de uma substância é 23,5 N. A viscosidade
Cinemáica é de 10^(-5 ) m^2/s. Se g=10 m/s² qual será a viscosidade
dinâmica nos sistemas CGS, MK*S e em N. min/km² e SI?
1.5 - ) São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2mm. A placa superior move-se com velocidade de 4m/s enquanto que a inferior
está fixa. Se i espaço entre as dias placas dor preenchido com óleo
(ν = 0,1 Stokes; ρ = 830 Kg/m³) , qual será a tensão de cisalhamento
que agirá no óleo?
1.6-) Uma placa quadrada de 1,0m de lado e 20N de peso desliza sobre
um plano inclinado de 30°, sobre uma película de óleo. A velocidade
da placa é de 2m/s constante. Qual é a viscosidade dinâmica do óleo se
a espessura da película é de 2mm?
1.7 - ) Um eixo cilíndrico vertical de diâmetro 10cm gira no interior
de um mancal de diâmetro 10,005 cm. A folga entre eixo e mancal é
preenchida com óleo de viscosidade dinâmica μ= 10E^(-2) (N.s)/m^2 .
Se o mancal tem comprimento de 25cm e o eixo gira com uma rotação de
1500 rpm, qual o momento resistente à rotação?
1..8 - ) Um pistão cai dentro de um cilindro com velocidade constante
de 3,2 m/s. Entre o pistão e o cilindro existe uma película de óleo de
viscosidade cinemática ν= 10E^(-3) m^2/s e γ=8800N/m^3 . Sendo o
diâmetro do pistão 10cm, seu comprimento 5cm e o diâmetro do cilindro
10,2 cm , determinar o peso do pistão. (g=10m/s²).
1.9 - ) O peso G da figura , ao descer gira o eixo que está apoiado
em dois mancais, cilindricos de dimensões conhecidas com velocidade
angular ω. Determinar o valor do peso G desprezando a rigidez e o
atrito da corda e supondo que o diagrama de velocidades no
lubrificante seja linear. Dados :
1.11 - ) Um viscosímetro de cilindros coaxiais é mostrado na figura. O
cilindro externo está ligado a um eixo que transmite uma certa
velocidade angular ω por meio de um motor. O Cilindro interno está
suspenso por meio de um fio calibrado à torção. Quando o cilindro
externo gira, devido as tensões de cisalhamento transmitidas pelo
fluido, tende a girar o interno de forma a torcer o fio até que o
esforço de torção no mesmo equilibre a ação das tensões de
cisalhamento na periferia do cilindro interno. Sobre o fio pode estar
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montado um ponteiro que indicará sobre um mostrador previamente
calibrado, o momento torçor aplicado.
1.12 - ) São dados dois planos paralelos à distância de 0,5 cm. O
espaço entre os dois é preenchido com um fluído de μ= 10E^(-5) (Kgf*s)/m^2 . Qual será a força necessária para arrastar uma chapa de
espessura 0,3 colocada a igual distância dos dois, de área 100 cm^2 à
velocidade de 0,15 m/s^2 .
1.13 - ) Assumindo o Diagrama de velocidades indicado na figura, no
qual a parábola tem seu vértice a 10 cm do fundo, calcular o gradiente
de velocidade e a tensão de cisalhamento para y=0; 5; 10cm. Adotar μ =
400 centipoises.
1.17 ) Um balão sonda de formato esférico foi projetado para ter um
diâmetro de 10m a uma altitude de 45000m. Se a pressão e temperatura
nesta altitude são respectivamente 2000Kgf/m^2 (abs) e -60ºC,
determinar o volume de hidrogênio a 10000Kgf/m^2 (abs) e 20ºC
necessário para encher o balão na terra.
1.18 - ) Um gás natural tem peso específico relativo 0,6 em relação ao
ar a 10000Kgf/m² (abs) e 15°C. Qual o peso deste gás nas mesmas
condições de pressão e temperatura? Qual a constante R deste gás? 1.19 - ) Calcular o Peso Específico do ar a 45000Kgf/m^2 (abs) e 38°
C. (g=10m/s^2).
1.20 - ) Um volume de 10m^3 de dióxido de carbono a 27°C e 13600
Kgf/m^2 (abs)é comprimido até obter-se 2m^3. Se a compressão é
isotérmica qual será a pressão final? Qual a pressão final se o
processo fosse adiabático? (k=1,28).
2.1 - Qual a altura da coluna de mercúrio ( γHg=13600Kgf/m^3 ) que
irá produzir na base a mesma pressão de uma coluna de água ( 〖γH〗_2
0=1000 Kgf/m^3 ) de 5m de altura.
2.2 - No Piezômetro inclinado da figura temos ( γA=1000Kgf/m^3 ), (
γB=2000Kgf/m^3 ), L1=20 cm, L2=30cm e α=30. Qual será a pressão
atmosférica é 740m mmHg, qual o valor de P1 em mca, na escala
absoluta?
2.3 - Calcular a pressão na câmera (1), sabendo que o pistão
desloca-se com uma velocidade constante de 1,2m/S e a indicação do
manômetro metálico é 0,1 Kgf/cm².
2.4 - Determinar a pressão de 3,5 atm nas outras unidades de pressão
na escala efetiva e sendo a pressão atmosférica local 740mmHg,
determinar a pressão absoluta em todas unidades de pressão.
2.6 - Na figura são mostrados dois cilindros mostrados em série. Se A1
= 60cm, A2 = 20cm^2, A3=40cm^2 e F2= 1400kgf, qual a força F1
necessária para manter o equilíbrio se P1 = 70Kgf/cm^2?
2.7 – Se o bloco de ferro no reservatório da figura repousa sem atrito
com as paredes, calcular a pressão que será indicada pelos manômetros
metálicos.
2.9 – No manômetro da figura o Fluido A é a água e o B o Mercúrio.
Qual a pressão de P1?
2.10 ) No manômetro diferencia da figura o fluido A é água , B é óleo
e o fluído manométrico é mercúrio. Sendo h1= 25cm, h2 = 100 cm, h3 =
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80cm e h4 = 10 cm, qual a diferença de pressão PA-PB?
2.11 – Calcular a pressão na base do tanque da figura se o manômetro
contem água, quanto será h?
Segue abaixo link do PDF com os exercícios resolvidos.
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