Avaliação Antiga

Se não for mencionado no enunciado, considere: g = 9,81 m/s², \rho_{agua} = 1000 kg/m³, P_{atm} = 100 kPa As figuras não estão em escala. 1) (Valor = 2,5) A placa da figura tem uma área de 4 m² e espessura desprezível. Entre a placa e o solo existe um fluxo de escoa, formando um diagrama de velocidades dado por v = 20y w_{1-(1-5y)}. A viscosidade dinâmica do fluido é 10² N s/m^2 e a velocidade máxima (Vmax) do escoamento é necessária para manter a placa em equilíbrio. Calcule: (a) o gradiente de velocidades junto ao solo; (b) a força necessária para manter a placa em equilíbrio. 2) (Valor=2,5) A pressão da água escoando através de um duto é medida pelo dispositivo da figura abaixo. Para os valores dados, calcule a pressão no duto. 3) (Valor=2,5) Um cilindro, de peso específico igual a 5000 N/m³, flutua num líquido, conforme mostra a figura (1). Sob a ação de uma força F = 10000 N, o cilindro permanece na posição indicada na figura (2). Determinar os pesos específicos dos líquidos A e B. Dado: área da base do cilindro = 1 m². 4) (Valor = 2,5) A figura a seguir mostra um canal onde escoam separadamente, dois líquidos que apresentam massa específica e viscosidade diferentes. A placa inferior do canal é fixa e a velocidade da placa superior é 0,61 m/s. Observe que o perfil de velocidade em cada líquido é linear. A largura das duas placas é de 1 m. Considere fluido 1: \mu = 10^{-1} Ns/m² e \rho = 920 kg/m³ e fluido 2: \mu = 10^{-3} Ns/m² e \rho = 1000 kg/m³ Calcule: (a) a vazão volumétrica entre as duas placas; (b) a vazão em massa entre as duas placas; (c) a velocidade média do escoamento; (d) a tensão cisalhante na placa fixa. Se não for mencionado no enunciado, considere: g = 9,81 m/s², \rho_{agua} = 1000 kg/m³, P_{atm} = 100 kPa As figuras não estão em escala. 1) (Valor = 2,5) Um pistão de peso G = 4 N cai dentro de um cilindro com uma velocidade constante de 3 m/s. O diâmetro do cilindro é 10,1 cm e o do pistão é 10,00 cm. Determinar a viscosidade dinâmica do lubricante colocado na folga entre o pistão e o cilindro. 2) (Valor=2,5) Um cilindro que pesa 500 N e cujo diâmetro é 1 m flutua na água (considere γ=10,1 kN/m³), com seu eixo na vertical, como mostra a figura a seguir. A âncora consiste de 0,23 m³ de concreto de peso específico 25 kN/m³. Qual é a elevação da maré necessária para elevar a âncora do fundo? (Despreze o peso da barra). 3) (Valor=2,5) Considere um tubo em U preenchido com mercúrio, como mostra a figura a seguir. O diâmetro do braço direito do tubo em U é 1,5 cm e o diâmetro do braço esquerdo é o dobro disso. Óleo com densidade de 2,72 é despejado no braço esquerdo, forçando parte do mercúrio deste braço a passar para o direito. Determine a quantidade máxima de óleo que pode ser adicionada ao braço esquerdo. 4) (Valor=2,5) O perfil de velocidade para um líquido bastante viscoso (v = 1,2 \times 10^{-3} m²/s) enquanto escoa por um canal retangular de 0,4 m de largura é aproximadamente u = 6y² [m/s], onde y está em metros. Considere que y é o eixo perpendicular ao fundo do canal e varia de y=0 no fundo do canal a y=0,5 m na superfície do escoamento. Determine: (a) a vazão volumétrica; (b) a velocidade média do escoamento; (c) se o escoamento é lento ou rápido. (d) Represente graficamente o perfil de velocidades.