Mecânica dos Fluidos: Conceitos e Aplicações

1. Defina fluido. Qual a diferença básica entre um fluido ideal e um fluido real?

R: Fluidos são substâncias cujas moléculas têm a propriedade de se mover umas em relação às outras, sob ação de forças de mínima grandeza.

Fluido ideal: Fluido sem viscosidade. Escoamento ideal onde não se observa tensões de cisalhamento atuando no movimento do fluido.

Fluido real: A velocidade das partículas próximas da parede é nula.

2. O que é viscosidade e qual a influência das pontes de hidrogênio nesta propriedade dos fluidos?

R: É a propriedade dos fluidos responsável pela sua resistência à deformação (ruptura das pontes de hidrogênio).

3. O que são fluidos Newtonianos e não Newtonianos?

R:

• Fluidos Newtonianos: São aqueles que obedecem à lei de Newton da viscosidade.
• Fluidos não Newtonianos: São aqueles que não obedecem à lei de Newton da viscosidade.

4. Qual a influência das forças de coesão e adesão no fenômeno da capilaridade?

R: As forças de adesão e coesão fazem com que ocorra uma elevação do fluido no tubo, até o ponto que essas forças se anulem com a força da gravidade.

5. Descreva o teorema de Stevin. Cite uma aplicação prática desta teoria.

R: A diferença de pressão entre dois pontos da massa de um fluido em equilíbrio é igual à diferença de profundidade multiplicada pelo peso específico do líquido.

6. Marque V quando for verdadeiro e F quando for falso.

• (V) Força de cisalhamento é a força tangencial que age sobre a superfície.
• (F) O peso específico de uma substância é resultante da massa por unidade de volume.
• (F) Um fluido em repouso está sujeito às forças de pressão que ocorrem tangencialmente às camadas adjacentes deste fluido.
• (V) Carga de pressão hidráulica ou piezométrica é definida como pressão por unidade de peso do fluido.

7. Defina pressão relativa ou manométrica.

R: Indica sempre quantas vezes ela é maior (pressões positivas) ou menor (pressões negativas) do que a pressão atmosférica. A pressão atmosférica é o ponto de referência.

8. Qual o mecanismo mais utilizado na prática para efetuar medição de pressão?

R: Manômetro metálico.

9. Do que se trata o Princípio de Arquimedes? Cite uma aplicação prática comentada em sala de aula.

R: Todo corpo mergulhado num fluido fica submetido a uma força (empuxo) de baixo para cima igual ao peso do volume de fluido deslocado pelo corpo e cuja direção passa pelo ponto onde se encontrava o centro de gravidade do fluido deslocado. Exemplo: Um pedaço de isopor em um copo d'água.

10. Ao considerar uma placa imersa em um reservatório d'água, agindo como comporta, quais os princípios físicos que você consegue identificar?

R: Diferença de pressão e empuxo.

11. Descreva, dando exemplos, fluxos laminar e turbulento.

R:

• Fluxo laminar: Quando a água não é muito rápida dentro do tubo (velocidade baixa).
• Fluxo turbulento: Quando a água é mais rápida no tubo (velocidade alta).

12. Fluido em deslocamento, quanto aos tipos de energia envolvidos, pode ser dividido em três partes. Quais são estes tipos de energia e em que lei da física se baseia esta teoria postulada por Bernoulli?

R:

• Energia de posição.
• Energia de pressão.
• Energia cinética.

A teoria se baseia na Lei da Conservação de Energia.

13. Quais as hipóteses que devem ser consideradas para que se aplique a equação de Bernoulli?

R:

• Escoamento em regime permanente.
• Não ocorre dissipação de energia ao longo do percurso.

14. A que se refere o termo "hf" adicionado à equação de Bernoulli para fluidos reais?

R: Refere-se às perdas de energia por atrito com as paredes internas do tubo entre dois pontos considerados.