Exercícios Camada Limite e Forças sobre Corpos Imersos com Resposta-2020 2

IPH01107 – turmas B e C – 2020/2 - Aula 30 Exercícios Camada Limite e Forças sobre corpos imersos. 1) Um superpetroleiro, com 360 m de comprimento, tem um través de 70 m de comprimento e um calado de 25 m. Estime a força e a potência necessários para vencer o arrasto devido ao atrito superficial para uma velocidade de cruzeiro de 13 nós em água do mar a 10ºC. Dado: =1020 kg/m³;  = 1,37 x 10-6 m²/s. Resposta: F=1,46 MN, P = 9,76 MW 2) Uma chaminé cilíndrica com 1 m de diâmetro e 25 m de altura está exposta a um vento uniforme de 50 km/h na condição de atmosfera-padrão. Os efeitos de extremidade e de rajadas podem ser desprezados. Estime o momento fletor na base da chaminé devido à força do vento. Resposta: 11,1 kN.m 3) Suponha que você compre uma chapa de madeira compensada (2,20m x 1,60m) e coloque-a sobre o porta-bagagem no teto do seu carro. Você dirige para casa a 56 km/h. (a) Considerando que a chapa esteja perfeitamente alinhada com o fluxo de ar, qual é a espessura da camada-limite ao final da chapa? (b) Determine o arrasto sobre a chapa de madeira compensada se a camada-limite permanecer laminar. (c) Determine o arrasto sobre a chapa de madeira compensada se a camada-limite for turbulenta (admita que a madeira seja lisa) e compare o resultado com o caso de camada-limite laminar. 4) A placa quadrada mostrada na figura foi cortada em quatro placas iguais e arranjada do modo indicado. Determine a razão entre o arrasto na placa original (caso a) e aquele que ocorre no novo arranjo (caso b). Admita que as camadas são laminares. Justifique fisicamente sua resposta. Resposta: força A = 2 x força B 5) Se pode utilizar um túnel de vento vertical para a prática de pára-quedismo. Estime a velocidade vertical necessária para sustentar uma pessoa (a) curvada e (b) deitada. Admita que a massa da pessoa é igual a 75 kg e que os coeficientes de arrasto são aqueles indicados nos quadros do material da aula 26. 6) Ar a 20ºC e 1 atm escoa a 20 m/s em torno da placa plana da figura. Um tubo de Pitot, colocado a 2 mm de parede, apresenta uma leitura manométrica h = 16 mm de óleo vermelho Meriam, d = 0,827. Use essa informação para determinar a posição x do tubo de Pitot a jusante. Considere escoamento laminar. Resposta: x=0,92m