Mecânicas Dos Fluidos

ETAPA 1: Aula tema: “Definição e propriedades de fluidos”

Passo 1 – Pesquisar sobre diversos fluidos e as suas propriedades de compressibilidade, observando para cada um deles os parâmetros de viscosidade (dinâmica e cinemática), massa específica e peso específico, apresentando as unidades de medida corretamente. Estes parâmetros podem ser compilados em uma tabela. Após a tabela, descrever/ explicar sucintamente e com as próprias palavras a definição das propriedades supracitadas, incluindo a análise dimensional de cada uma delas no Sistema Internacional de Unidades. Pesquisar um número mínimo de 5 fluidos. Não se esqueça de adicionar a fonte de pesquisa para cada dado encontrado.

R: Fluidos é uma substancia que não possui forma própria o fluido assume o formato de recipientes e que se em repouso não resiste a tensões de cisalhamento deforma-se continuamente.

DEFINIÇÃO E PROPIEDADES DOS FLUIDOS

Fluidos Temp.(°C) Visc. Dinâmica (N.s/m2) Visc. Cinemática (m2/s) Mas. Específica (Kg/m3) Peso Específico (N/m3)

Água 20°C 1,0030 x 10-3 1,003 x 10-6 1000 10000

Benzeno 20°C 0,64 x10-3 7,281 x 10-7 879 8790

Mercúrio 20°C 17,0 x10-3 1,25 x 10-6 13600 136000

Acetona 20°C 0,326 x10-3 4,121 x 10-7 791 7910

Etanol 20°C 0,248 x10-3 3,143 x 10-7 789 7890

ETAPA 2: Aula tema: “Estática dos fluidos”

Passo 1 – Pesquisar e discorrer com as próprias palavras acerca da Lei de Pascal e sobre a ampliação de forças possibilitada pela referida lei no caso de uma prensa hidráulica, utilizando para tanto definições matemáticas. Em torno de 10 linhas.

R: Pascal era um Físico Matemático Francês que descobriu que se aplicar uma preção em um ponto qualquer de um liquido em equilíbrio, essa preção se transmite a todos os demais pontos do liquido bem como às paredes do recipiente. Essa propriedade doa líquidos, expressa a lei de Pascal, é usadas em diversos dispositivos tanto para amplificar forças como para transmitias de um ponto a outro. Um exemplo disso é demonstrado na prensa hidráulica e os freios hidráulicos dos automóveis.

Passo 2 – Sobre o funcionamento de elevadores hidráulicos, descrever a relação (matemática) entre a área das suas extremidades e o deslocamento do nível do fluido.

R: Utilizando a lei de Pascal podemo-nos beneficiar de sua descoberta hoje em dia por facilitar nossa vida através dos elevadores para veículos automotores, utilizados em lava-jatos e oficinas, por exemplo, baseiam-se nos princípios da prensa hidráulica. Esse elevador hidráulico é constituído de dois cilindros de seções diferentes. Em cada um deles, desliza um pistão. Um tubo comunica ambos os cilindros desde a base. A prensa hidráulica assim como o elevador, permite equilibrar uma força muito grande a partir da aplicação de uma força pequena. Isso é possível porque as pressões sobre as duas superfícies são iguais (Pressão=Força/Área). Assim, a grande força resistente (F2) que age na superfície maior é equilibrada por uma pequena força motora (F1) aplicada sobre a superfície menor (F2/A2=F1/A1) como pode se observar na figura do passo 3.

Passo 3 – Após realizar o passo 1 desta etapa, resolva o exercício a seguir: No elevador hidráulico abaixo, os diâmetros dos tubos 1 e 2 são 5 cm e 20 cm, respectivamente. Sabendo que o peso de um carro localizado na extremidade 2 é de 12KN, determine: a) A intensidade da força que deve ser aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro. b) O deslocamento do nível de óleo no tubo 1 quando o carro sobe 30 cm.

A área do tubo é dada por A = p R2, sendo R o raio do tubo. Como o raio é igual à metade do diâmetro, temos R1 = 2,5 cm e R2 = 10 cm.

Como R2 = 4R1, a área A2 é 16 vezes a área A1, pois a área é proporcional ao quadrado do raio. Portanto A2 = 16 A1.

Aplicando