Exercícios - Cinemática - Mecânica dos Fluidos

1 Um carro que transporta um rejeito cheio e descoberto Figura abaixo com densidade relativa de 15 Avaliar as seguintes situações a o carro acelera 3ms2 qual é volume perdido b Após o caminhão sobe a velocidade constante por uma estrada de 30 de declividade o carro perde volume c Qual é o ângulo de inclinação do fluido referente ao plano horizontal e o valor da aceleração Explicar de forma clara suas respostas Re a 45 m3 b volume final 23 m3e volume perdido total 67 m3 c 0º e a58 ms2corresponde 2 Um carro cisterna aberto está cheio de água sofre uma aceleração de a3ms2 no trecho 1 Após desce uma rampa Trecho 2 mantendo a mesma aceleração Determine a o volume que extravasa no trecho 1 e b qual é o ângulo de declividade do nível da água referente ao plano horizontal Re a 45 m3 b 162º 3 Na figura a 245ms2 Determine as pressões efetivas nos pontos A B C D e E Nota g é 98ms2 ρagua1000Kgm3 Re PA0 Pa Patm PB2124 Pa PC7221 Pa PD19031 Pa PE8829 Pa 4 Na figura a 245ms2 Determine as pressões efetivas nos pontos A B C E e D Nota g 98ms2 e ρagua1000Kgm3 Re PA0 Pa Patm PB2943 Pa PC6680 Pa PD5101 Pa PE8829 Pa 5 Um tanque retangular de 6 m de comprimento por 18 m de profundidade e 21 m de largura contém 09 m de água Se a aceleração linear horizontalmente na direção do comprimento do tanque é de 241 ms2 a Determinar a maior pressão sofrida no tanque e localize este ponto Pmax159 kPa b Se a aceleração fosse de 5 ms2 este fluido derramaria Caso positivo qual o volume seria perdido V454 m3 c Se a aceleração fosse de 5 ms2 e o tanque fosse fechado qual seria a maior pressão no recipiente Pmax235 kPa a 6 Um tanque tem base quadrada de 15 m de lado e contém 9 m3 de água Qual deveria ser a altura de seus lados a fim de não haver perda de água quando a aceleração é de 36ms2 paralela a um par de lados Re 427 m 7 Um recipiente de água aberto é acelerado num plano inclinado a 30 º a 36 ms2 Qual o ângulo formado pela superfície da água com a horizontal Re 448º 8 Dois tanques reservatórios fechados transportam dois fluidos o fluido 1 tem uma densidade relativa de 2 e o fluido 2 tem uma densidade relativa de 12 Determine a maior pressão dentro do tanque fechado do fluido 1 confinado sabendo que a pressão no manômetro no ponto A é de 30kPa Nota O diâmetro do tanque esférico do fluido 2 é D4m Re Pmax1455 kPa 9 Uma cisterna antes de descer uma rampa possui 23 Volume Total A largura da cisterna é 3m Qual é volume perdido quando a cisterna desce a rampa com uma aceleração é de 3ms2 Re Vol Perdido 54 m3 10 Um avião transporta um tanque com largura de 3m o qual é empregado para o combate de incêndio nas florestas brasileiras a Quando o avião decola do solo ele sobe com uma aceleração de 1ms2 Qual é a pressão máxima no tanque Nota Em terra após de encher totalmente o tanque as escotilhas são fechadas a pressão ambiente b Em uma das viagens no momento após da decolagem do solo a escotilha 2 se abre qual é o volume perdido nesta situação Re a37kPa bVol108m3 a 11 Um reservatório fechado com 28 m de comprimento 16 m de largura e 08 m de altura transporta 2600 litros de produto químico 098 Quando a pressão mínima no fundo do reservatório chegar a 0 qual será a pressão máxima Re 146 kPa 12 O trem mostrado abaixo transporta 12 m3 de combustível que possui densidade relativa igual a 12 a uma aceleração de 30 ms2 Determine a maior pressão encontrada no vagão do combustível sendo que o vagão é fechado para que não ocorra derramamento Resposta Pmax2520 kgfm2 2 m 2 m 13 Um cilindro aberto de 1m de altura e 07 m de diâmetro no início contêm água a uma altura de 07 m Qual é a máxima velocidade angular de giro do cilindro sem perder água Re 99 rads 14 Qual a pressão encontrada no centro e nas bordas de um reservatório cilíndrico que contém água se este gira em torno de seu eixo geométrico a uma velocidade angular de 8 rads Resposta Pcentro2975 kgfm2 Pborda5025 kgfm2 15 Para o problema 14 determine o volume extravasado para a condição de rotação de 18 rads Resposta 455 m3 16 Um canal de seção retangular b40 cm x b40 cm deve ser desviado em 90 para isso é construído um trecho em curva como mostra a figura ao lado O raio do giro referente ao centro da seção do canal é R4m A mudança de direção do escoamento gera um perfil de velocidade ver vista superior do canal no ponto B a velocidade é de 2ms Determinar a altura H da parede lateral do canal que evite o transbordamento da água Re H42 cm a 4 m 2 m 17 Em uma curva de redução 350mm na entrada para 200mm na saída disposta no plano vertical a vazão é de 028 m3 s de água A pressão na entrada é de 7 mca tratandose de uma curva de pequeno comprimento considerase a mesma cota para os pontos 1 e 2 entre os quais não existe perda de carga significativa O volume interno da curva é de 0084m3 obter as forças de reações que atuam sobre a curva quando o peso da curva for de 60 Kgf Resposta Fx97 kN e Fy54 kN 18 As placas A e B com a mesma massa cada possuem um orifício de diâmetro d Um jato sai de um bocal de diâmetro D é impacta nas placas mantendoas em suspensão na mesma altura Nessa situação podemos afirmar QAQB b QAQB 19 Três placas A B e C com a mesma massa cada são mantidas em suspensão na mesma altura mediante um jato que impacta na base de cada placa Os diâmetros dos bocais por onde saem os jatos de água são idênticos e cada bocal encontrase na mesma altura Nessa situação podemos afirmar e justificar resposta a QAQBQC b QAQBQB c QAQBQC d QAQBQC 20 Em uma curva de redução 350 mm na entrada para 200 mm na saída disposta no plano vertical a vazão é de 028 m3 s de água A pressão na entrada é de 7 mca tratandose de uma curva de pequeno comprimento considerase a mesma cota para os pontos 1 e 2 entre os quais não existe perda de carga significativa O volume interno da curva é de 0084m3 obter obter as forças de reações que atuam sobre a curva quando o peso da curva for de 60 Kgf Resposta Fx 23 kN e Fy40 kN 21 5 Uma bifurcação vertical de ferro será instalada em um sistema que transporta petróleo com densidade de δ 09 A velocidade de entrada é de 2ms Os diâmetros de bifurcação são D1600 mm D2400 mm e D3500 mm A pressão na secção de entrada é de 20 mca não existem perdas significativas de energia no acessório a massa da bifurcação é de 150 kg e volume interno dentro da bifurcação é 280litros Determine as forças Verticais e Horizontais sobre as juntas Dica velocidades V2 e V3 são inversamente proporcionais aos diâmetros respectivamente Resposta Fx53 KN da esquerda para direita Fy185kN para cima 22 Água está escoando em regime permanente através de um cotovelo de 180 descarregando para a atmosfera pelo bocal na seção 2 Calcule a componente horizontal da força necessária para manter o cotovelo no lugar Dados P1 man 96 kPa é a pressão na seção 1 a área na seção 1 é A12600mm2 a área na seção 2 é A2 650mm2 e V135ms Fx409 N 23 Quando a água está escoando em regime permanente através de uma curva de 45 graus Na entrada da curva seção 1 a pressão manométrica é 120 KPa A água descarrega a pressão atmosférica Nota A velocidade V1305ms A1 2600mm2 e A2650mm2 Determine as forças de reação sobre a curva com a passagem do escoamento Resposta Fx684N Fy2678N 24 A figura mostra uma curva redutora de 30 O fluido é água Determine a As forças que atuam nas juntas 30 pontos b O valor de h no tubo de Pitot quando usamos mercúrio de densidade relativa 13 Fx 9799 N Fy5933 N h13 cm 25 Uma curva redutora tem na seção de entrada de D600mm e uma seção de saída D 300mm A vazão que passa no sistema é de 400 litros s determinar as forças que atuam na curva redutora Reposta Fx418 KN Fy196kN