EXERCÍCIOS MECÂNICA DOS FLUIDOS

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O escoamento de um fluido pode ser classificado em laminar e turbulento, sendo que essa 
classificação pode ser definida por meio da utilização do número de Reynolds. Neste contexto, 
para considerarmos um escoamento como turbulento, o número de Reynolds precisa assumir 
um valor superior a:
E. 2400.
Ao longo dos dias, utiliza-se, de forma constante, diversos tipos de unidades de medida, como,
por exemplo, quando as pessoas vão ao mercado e os alimentos estão separados por
embalagens, que indicam uma unidade de massa (kg). Essa massa é determinada por meio de
uma balança. Em relação à mecânica dos fluidos, para determinar a vazão relacionada ao
escoamento de determinado fluido por uma tubulação, é possível utilizar um instrumento
conhecido como:
B. rotâmetro.
O campo de velocidade é uma propriedade muito importante dos fluidos e é representado pela
 ⃗ seguinte expressão V (x, y, z, t), a qual destaca que uma partícula fluida passa através dos
pontos x, y, z em determinado tempo t. Baseado nessa afirmação, é correto afirmar que:
A. O campo de velocidade é um campo vetorial, o qual necessita de um módulo e a definição de
uma direção.
A definição do tipo de escoamento ao qual os fluidos possam estar envolvidos depende do tipo
de fluido utilizado, da sua velocidade ou do sistema em que o fluido estiver inserido. Nesse
contexto, analise as situações a seguir:
Situação 1: a compressão de ar no interior de um compressor.
Situação 2: ruptura de uma tubulação subterrânea, provocando um leve escoamento da água
na superfície da rua.
Agora, identifique e assinale a alternativa que indica corretamente quais são os tipos de
escoamentos envolvidos, respectivamente, em ambas as situações.
E. Escoamento compressível e escoamento externo.
  É comum encontrar maior dificuldade de locomoção quando se está no interior de uma
piscina do que quando se está ao ar livre. Essa dificuldade está relacionada a uma
característica dos fluidos chamada viscosidade. Em relação à viscosidade, assinale a
alternativa correta:
C. A viscosidade representa a taxa de deformação do fluido, que é gerada pela aplicação de uma
determinada tensão de cisalhamento.
A estática dos fluidos trata dos problemas associados aos fluidos em repouso e a única tensão
que importa é a tensão normal, chamada de pressão, haja visto inexistir tensão de
cisalhamento para um fluido em repouso. Com relação à pressão, encontre a alternativa
correta.
E. O valor da diferença entre a pressão absoluta e a pressão atmosférica dá origem ao termo pressão
manométrica ou pressão efetiva.
Determinado reservatório de água doce tem uma profundidade de 60 m e a temperatura da
água é de aproximadamente 20 ºC. Se a pressão atmosférica local chega a 100 kPa, encontre o
valor da pressão absoluta nesta profundidade. Sabe-se que o valor do peso específico a 20 ºC é
de γ= 9790 N⁄m³.
A. 687,4 kPa.
O matemático holandês Simon Stevin (1548-1620) publicou em 1586 um princípio
fundamental para a estática dos fluidos, conhecido hoje como o Princípio de Stevin.
Posteriormente Blaise Pascal (1623-166 fez novos estudos correlacionados. Diante das opções
a seguir, encontre qual não pode ser considerada correta ou que seja incorreta.
C. Um ponto ao fundo de um lago apresentará a mesma pressão e é igual em todos os pontos de um
plano horizontal em um dado fluido, independentemente da geometria.
Determinada prensa hidráulica tem como razão entre as áreas dos êmbolos como sendo igual
a 4. Neste sistema, é possível equilibrar, por uma força de 50 N, uma peça mecânica de massa
desconhecida colocada na superfície de menor área. Diante dos valores a seguir, encontre qual
representa o valor aproximado da massa desta peça. 
B. m= 1,25 kg. 
Determinada prensa hidráulica tem com razão entre os raios dos êmbolos como sendo igual a
10. Neste sistema, é possível equilibrar, por uma força de 500 N, uma peça mecânica de massa
desconhecida colocada na superfície de maior área. Diante dos valores a seguir, encontre qual
representa o valor aproximado da massa desta peça.
D. m=5000 kg. 
 
A estática dos fluidos mantém seu foco de estudo nos fluidos em repouso, ou seja, nos fluidos
em que as partículas não se movem umas em relação às outras. Relacionado a esse assunto, é
correto afirmar:
C. O estudo das forças hidrostáticas aborda questões relacionadas aos fluidos gasosos ou líquidos,
os quais têm relação direta com os campos gravitacionais.
O empuxo é definido como uma força vertical que age sobre um corpo, o qual pode estar
submerso ou parcialmente imerso. Para que seja possível determinar a força de empuxo, é
preciso levar em consideração a densidade do fluido, a gravidade e: 
E. o volume de fluido deslocado.
Um corpo flutuante pode ser definido como um corpo que permanece em equilíbrio quando
ele estiver parcial ou totalmente imerso em um líquido. As forças atuantes nesse corpo são a
força peso e a força de empuxo, que se caracterizam por:
C. apresentar a mesma direção e intensidade, mas sentidos opostos.
Uma piscina tem um desnível entre a parte mais rasa e a parte mais funda, com inclinação de
q=30°em relação a horizontal, com um comprimento (b) de 3 metros e (s) de 1 metro. A
distância entre a superfície do fluido e a aplicação da força resultante (YP) é de 3 metros. A
largura (a) da superfície inclinada é de 3 metros. Determine a força resultante, considerando a
aceleração da gravidade (g) de 9,81m/s2, a densidade da água (r) de 1.000 kg/m3.e a pressão
atmosférica de 101,3 kPa. Assinale a alternativa correta em relação à força resultante da
situação abordada.
A. 1.022,1kPa.
Com o aumento na quantidade das chuvas, o nível de um rio sobe consideravelmente,
mantendo uma área de lazer a 6 metros de profundidade (h). Essa área de lazer é feita de
concreto armado e tem 5 metros de largura (a) por 5 metros de comprimento (b). Determine a
força resultante aplicada pela água na superfície da área de lazer, considerando a aceleração
da gravidade (g) de 9,81m/s2 e a densidade da água (r) de 1.000kg/m3. Depois, assinale a
alternativa correta em relação à força resultante da situação abordada.
C. 4.004kN.
Quando ocorre o escoamento de determinado fluido líquido, a direção do movimento dos
fluidos pode ser indicada pelas linhas de corrente, em que a determinação da variável u e v
corresponde à tangente dos vetores de velocidade. A fim de complementar o conceito desse
fenômeno, assinale a alternativa que apresenta informações corretas em relação às linhas de
corrente. 
C. Para escoamentos bidimensionais, as linhas de corrente se movimentam de maneira paralela em
relação ao corpo sólido.
Ao se observar os movimentos de uma partícula infinitesimal, é possível decompor o
movimento dessa partícula em quatro componentes: translação, rotação, deformação linear e
deformação angular. Em relação aos movimentos das partículas fluidas, é correto afirmar
que:
B. a variação da posição de uma partícula fluida varia de acordo com o tempo.
Os movimentos de uma partícula fluida podem ser classificados em: translação, rotação,
deformação linear e deformação angular. Analise as alternativas a seguir e identifique qual
das afirmativas está relacionada à deformação linear. 
C. Movimento relacionado ao aumento do comprimento e à diminuição da largura.
A quantidade de movimento de uma partícula fluida pode ser definida por meio da
modificação da Segunda Lei de Newton. Como resultado dessa modificação, será possível
determinar: 
D. que ela representa a aceleração total de uma partícula que ocupa instantaneamente determinado
volume de controle.
A viscosidade dos fluidos e os tipos de escoamentos implicam o desenvolvimento de resoluções
de problemas na engenharia, exigindo o pleno conhecimento e domínio de uma série de
conceitos e definições. Em relação aos assuntos abordados nesta Unidade de Aprendizagem,
analise as afirmaçõesa seguir e assinale a alternativa que represente apenas as opções
verdadeiras.
I. As linhas de corrente são definidas como a soma do vetor velocidade de cada partícula no 
instante “t” necessário para o fluxo se deslocar no tubo de corrente.
II. Se, em um escoamento bidimensional, a velocidade na direção x for expressa por u = ax + 
by e, na direção y, por v = ax by, então o escoamento será contínuo para quaisquer valores de 
a e b.
III. As linhas de corrente são aquelas desenhadas no campo de escoamento de forma que, 
em dado insta
D. II e IV.
Existem diversos tipos de escoamentos: laminar, turbulento, rotacional, irrotacional,
permanente, variável, entre outros. Cada um deles é classificado de acordo com uma
característica comum. Com base no tipo de classificação do escoamento laminar, assinale a
alternativa correta.
D. Para um número de Reynolds entre 1.500 e 2.500, tem-se a transição do escoamento laminar
para o escoamento turbulento.
Para identificar o tipo de fluido, é importante calcular o número de Reynolds, pois, através
desse número, é possível saber se o escoamento é turbulento ou laminar. Com base em
resultados do número de Reynolds, assinale a alternativa correta.
E. Para um número de Reynolds igual a 1.000, tem-se escoamento laminar.
O escoamento laminar tem características divergentes do escoamento turbulento, sendo um o
oposto do outro ao ser analisado o fluxo em sua trajetória. Com base nas características
principais que diferenciam esses escoamentos, assinale a alternativa correta.
A. O escoamento laminar é suave, sem ruídos e com movimentos bem definidos; já o escoamento
turbulento é bruto, com ruídos e com movimentos aleatórios.
Em 1840, Jean Poiseuille realizou experimentos em tubos utilizando fluido líquido e água;
através desse experimento, identificou a velocidade média do escoamento laminar em tubos.
Com base nos conceitos básicos para utilização e cálculo com a equação de Poiseuille, assinale
a alternativa correta.
C. A vazão tem relação inversamente proporcional com comprimento e queda de pressão
diretamente proporcional com comprimento.
Elementos finitos são aplicados em escoamentos laminares para encontrar velocidades e
pressões de campos vetoriais e são calculados através da equação de NAVIER-Stokes. Com
base nos conceitos básicos de elementos finitos, assinale a alternativa correta.
B. O método de elementos finitos é muito utilizado nos escoamento dos fluidos em diversas áreas
de Engenharia. Através de equações, servem para solucionar problemas em escoamentos.
É essencial reconhecer os conceitos envolvidos na determinação da camada-limite. Um corpo
imerso em fluido em movimento está sujeito à força resultante da iteração entre fluido e corpo
sólido. O conceito de velocidade a montante pode ser descrito pela alternativa:
C. Velocidade a montante é calculada por meio de um sistema de coordenadas fixo e considera o
deslocamento do fluido em relação ao corpo sólido estacionário.
Aplicar os princípios de arrasto e de sustentação é fundamental para descrever
matematicamente o escoamento de ar em torno de aeronaves e automóveis, por exemplo. O
deslocamento do fluido na superfície do corpo sólido exerce força resultante na direção da
velocidade do fluido e é denominado arrasto; a força normal a esta força é denominada
sustentação. O arrasto é calculado em função do coeficiente de arrasto. Em relação ao
coeficiente de arrasto, marque a alternativa correta.
E. Coeficiente de arrasto depende da geometria, do formato aerodinâmico e da sua área de
referência.
A espessura da camada-limite e suas características são importantes para a determinação do
escoamento. Dentro da camada-limite, é possível ter dois tipos de escoamento: laminar ou
turbulento. Marque a alternativa correta em relação à espessura da camada-limite: 
E. Camada-limite corresponde à distância a partir da superfície da placa na qual o valor da
velocidade do fluido corresponde a 99% da velocidade a montante.
Ao estudar sobre escoamentos laminar e turbulento nos escoamentos viscosos externos, vimos
que o escoamento turbulento pode ser estudado com uso de placa com espessura desprezível.
O escoamento de fluido ao redor de um cilindro circular também é importante. Ao transpor a
superfície de um cilindro circular, o fluido gera uma esteira atrás do cilindro. Conforme
MORAN (2005), marque a alternativa que explica corretamente a esteira.
C. A esteira ocorre pelo deslocamento da camada-limite; o fluido que escoa em torno do objeto
muda de direção, formando até redemoinhos em alguns casos.
O arrasto é a força existente no deslocamento do fluido junto à superfície de um corpo sólido.
Segundo WHITE (2011), podemos calcular o coeficiente de arrasto em navios, em aviões, em
automóveis e até em sistemas biológicos, como as plantas. Para a asa de um pássaro, com
espessura fina e borda de ataque arredondada, temos a mesma relação numérica que um
aerofólio usado em automóveis, por exemplo. Para uma aleta de sustentação, seu coeficiente
de sustentação depende de quais variáveis?
E. O coeficiente de sustentação depende proporcionalmente da força de sustentação, e inversamente
da densidade do fluido, da velocidade do fluido e da área planificada da aleta.
A equação de Bernoulli é muito aplicada na mecânica dos fluidos, pois relaciona as variações
de pressão com as variações de velocidade e de elevação ao longo de uma linha de corrente.
Essa equação, porém, deve ser aplicada apenas em situações que apresentem algumas
restrições definidas. Além de o escoamento ocorrer ao longo de uma linha de corrente, as
demais restrições estão relacionadas a um regime de escoamento: 
C. permanente, incompressível e sem atrito.
Na termodinâmica, são estudados processos importantes que fazem parte de ciclos utilizados
em máquinas térmicas, alguns dos quais tendo grande relevância tecnológica, além de
científica. Dentre os seus princípios, a primeira lei da termodinâmica estabelece:
D. A energia não pode ser criada nem destruída, apenas transformada.
Leonhard Euler destacou-se por relacionar a pressão do fluido e seu escoamento, além de
desenvolver também as equações gerais do movimento dos fluidos, aplicadas aos escoamentos
invíscidos. Em relação aos escoamentos invíscidos, é correto afirmar que:
B. são escoamentos com baixa viscosidade.
A equação de Bernoulli é muito conhecida e amplamente utilizada na mecânica dos fluidos,
embora o seu desenvolvimento só tenha sido possível devido ao estabelecimento de hipóteses
simplificadoras. Nesse contexto, assinale a alternativa correta sobre as hipóteses estabelecidas
para a equação de Bernoulli.
A. Regime permanente, atrito deve ser nulo, fluido incompressível.
O escoamento do tipo não permanente (transiente) se caracteriza por apresentar análise mais
complexa, tanto analítica como experimentalmente, se comparado ao regime permanente.
Com base nessa afirmação, identifique qual das afirmativas a seguir explica o motivo de o
escoamento transiente ser mais complexo. 
D. O campo velocidade varia de acordo com o tempo, dificultando sua análise.
Sabe-se que os escoamentos compressíveis podem ser classificados como escoamento
isentrópico. Com base em conceitos básicos sobre o escoamento isentrópico, analise as
alternativas e marque a que contém a principal característica desse tipo de escoamento.
B. É um escoamento em que não há atrito.
Além dos escoamentos isentrópicos, os escoamentos compressíveis também podem ser
classificados como supersônicos. Com base em conceitos básicos, analise as alternativas e
marque a que contém a definição correta sobre o número de Mach desse tipo de escoamento. 
C. Os escoamentos supersônicos apresentam número Mach superior a 1,2 e inferior a 3.
Sabemos que os escoamentos compressíveis podem ser classificados também como de Fanno,
que recebeuesse nome em homenagem ao engenheiro Gino Fano. Com base em conceitos
básicos, analise as alternativas e marque a que contém a definição de linha de Fanno. 
D. Para determinada vazão em massa e uma entalpia de estagnação, o gráfico da entalpia em função
da entropia para todos os estados possíveis, subsônicos ou supersônicos é denominado linha de
Fanno.
Em diagramas h-s, existem as linhas de Fanno e linhas de Rayleigh que são traçadas conforme
características de um escoamento compressível. Com base em conceitos básicos, analise as
alternativas e marque a que contém a definição de linha de Rayleigh. 
E. É feita por meio da combinação das relações de conservação de massa e de momento linear em
uma única equação e, fazendo um gráfico no diagrama h-s, temos uma curva chamada linha de
Rayleigh.
Existem choques normais em escoamentos de Fanno e de Raleigh que são escoamentos
compressíveis visualizados por meio de diagramas de h-s. Com base em características
durante o escoamento, marque a alternativa correta sobre ondas de choques. 
B. As ondas de choque são ondas de grande amplitude que existem em um gás.
A densidade do ar na temperatura de 25°C e pressão de 1atm é 1,224g/L. Considerando o ar
como um gás ideal, qual é o peso molecular médio do ar?
A. 29,9g/mol.
A lei de Gay-Lussac relaciona pressão e temperatura de um gás com determinado volume.
Segundo essa lei, de que maneira se verifica o aumento da pressão?
A. Linearmente, com a elevação da temperatura.
Certo gás ideal tem constante R = 0,3kJ/kg.K e calor específico a volume constante de Cv =
0,7kJ/kg.K. Se o gás sofrer variação de temperatura de 100 graus Celsius, qual é a variação de
energia interna e da entalpia em kJ/kg? 
C. 70kJ/Kg e 100kJ/kg.
Considere dois reservatórios que estavam separados por uma válvula inicialmente. As
condições de pressão, temperatura e volume para cada um é indicada na figura.
 
Se a válvula for aberta e a pressão de 10atm for mantida em todo o sistema (ambos os
reservatórios), qual deve ser a temperatura de equilíbrio? Considere o modelo de gás perfeito
na formulação.
E. 500K.
Considere um duto de seção transversal constante pelo qual gás natural escoa. As condições 
de entrada desse gás são: ρA= 1,7kg/m3; PA= 100kPa; TA = 300K; e VeA= 100m/s. Qual é a 
pressão aproximada de saída?K= 280 BT/s e a temperatura na saída equivale a m= 90 BVe 
Sabendo que a velocidade na saída é:
C. 104kPa.
A determinação da pressão de vapor de um combustível é um parâmetro importante, 
influenciando em perdas por evaporação no armazenamento e no transporte. Nesse contexto, 
e com as informações da tabela a seguir, qual dos países listados possui a maior pressão de 
vapor para uma amostra de combustível?
País Temperatura média anual (°C)
Argentina 18
Bolívia 22
Brasil 28
França 7
Rússia 2
C. Brasil.
Considerando as definições de vapor e pressão de vapor, assinale a alternativa correta. 
E. Pressão de saturação é sinônimo de pressão de vapor – quando umas das fases no sistema é 
gasosa.
Sabendo que a temperatura de ebulição do etanol medida em laboratório foi de 78,32°C,
usando a equação de Antoine apresentada a seguir, calcule a pressão de vapor, sendo pσ a
pressão de vapor em mmHg; T a temperatura de ebulição em °C; e A, B e C constantes que,
para o etanol, valem 8,20417, 1642,89 e 230,300, respectivamente.
log 10 p σ =  A - [ B/ ( C + T)].
C. 760mmHg.
Na temperatura de 27°C, a pressão parcial do vapor d'água no ar foi medida, e o valor 
encontrado foi de 10,9mmHg. Determine o valor aproximado da umidade relativa do ar nessa 
condição usando a equação de Antoine, sabendo que, para a pressão de vapor em mmHg, os 
valores das constantes da equação de Antoine são: A= 8,07131; B = 1730,63; e C=233,426. 
C. 40%.
A volatilidade é uma grandeza que está relacionada à facilidade da substância de passar do 
estado líquido para o estado de vapor ou gasoso. A figura a seguir representa a variação da 
pressão de vapor em relação à temperatura de cinco substâncias puras diferentes.
 
A. Substância (a).
O tipo de escoamento que tem como característica o fato de as partículas apresentarem um
movimento aleatório macroscópico, isto é, a velocidade das partículas apresenta componentes
transversais ao movimento geral do conjunto do fluido, é o: 
D. escoamento turbulento.
O número de Reynolds é um parâmetro adimensional usado para determinar o regime de
escoamento de um fluido sobre uma superfície externa ou dentro de um conduto. No caso do
escoamento em tubos, quais são os intervalos para o número de Reynolds classificar o
escoamento em laminar ou turbulento?
B. Escoamento laminar: Re < 2.300; escoamento turbulento: Re > 4.000.
No escoamento interno de fluidos, há duas regiões de interesse: a região de entrada e a região
de escoamento completamente desenvolvido. O perfil de velocidade em cada uma dessas
regiões apresenta características específicas. Nesse contexto, a velocidade média (VMED) para
escoamento laminar completamente desenvolvido em um tubo é: 
A. VMAX/2.
Para o escoamento de água com densidade de 1.000 kg/m3 e viscosidade de 10-3 Pa.s em um
duto de 0,1 cm de diâmetro e velocidade média de 0,4 m/s, qual é a queda de pressão
aproximada da água para um comprimento de tubo de 50 m? 
C. 1.600 kPa.
Em determinada tubulação, a perda de carga é de 4,80 m. Mantendo-se a mesma vazão e
demais parâmetros constantes, se for duplicado o diâmetro dessa tubulação, qual será a nova
perda de carga?
B. 0,15 m.