1_Conceitos_Básicos_Exercícios (2)

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<p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 1</p><p>1</p><p>Hidráulica - Conceitos Básicos</p><p>(Exercícios)</p><p>1). (Duarte et al., 1996). Dez litros (10 L) de mel em Júpiter pesam 1402,83 N. Supondo que nesse planeta a</p><p>aceleração da gravidade seja 11 vezes maior que a da Terra, calcule: a). a massa específica do mel; b). o</p><p>peso específico relativo; c). o peso específico do mel na Terra. Considere γágua = 9810 N m-3.</p><p>R: a). ρmel = 1300 kg m-3; b). γr = 1,3; c). γmel = 12753 N m-3</p><p>2). (Duarte et al., 1996). Determinar o módulo de elasticidade volumétrico na seguinte situação:</p><p>Pressão 1: 35 kgf cm-2 Volume 1: 0,0300 m3</p><p>Pressão 2: 225 kgf cm-2 Volume 2: 0,0297 m3</p><p>Considere: 1 kgf = 9,81 N</p><p>R: Ev = 1.863.900.000 N m-2 ou Ev = 190.000.000 kgf m-2</p><p>3). (Duarte et al., 1996). Se o volume de um líquido foi reduzido de 0,035% pela aplicação de uma pressão</p><p>de 686,7 kN m-2, qual seu módulo de elasticidade volumétrico? Considere: 1 kgf = 9,81 N</p><p>R: Ev = 1.962.000.000 N m-2 ou Ev = 200.000.000 kgf m-2</p><p>4). (Duarte et al., 1996). Que acréscimo de pressão deve ser aplicada à água a temperatura de 20 oC para</p><p>que seu volume se reduza em 1%? Considere: 1 kgf = 9,81 N; K20 = 220.107 N m-2.</p><p>R: ΔP = 224,26 kgf cm-2</p><p>5). (Duarte et al., 1996). Duas placas são lubrificadas e sobrepostas. Considerando que o líquido lubrificante</p><p>as mantém afastadas de 0,5 mm, e que uma força por unidade de área de 0,2 kgf m -2 aplicada em uma das</p><p>placas imprime uma velocidade constante de 30 cm s-1, determine a viscosidade dinâmica do fluido</p><p>lubrificante.</p><p>R: μ = 0,00327 N s m-2</p><p>6). (Duarte et al., 1996). Um corpo de 40 kgf de peso escorrega sobre um plano lubrificado e inclinado de 30</p><p>graus com a horizontal, apoiando-se em uma de suas faces planas de 1800 cm2 de área. Para uma</p><p>viscosidade de 1 poise e uma velocidade do corpo de 1 m s-1, determinar a espessura da película lubrificante.</p><p>R: ε = 0,092 mm</p><p>7). (Brunetti, 2005). A viscosidade cinemática de um óleo é 0,028 m2 s-1 e o seu peso específico relativo é</p><p>0,85. Determinar a viscosidade dinâmica. Considere g = 10 m s-2; γágua = 9810 N m-3.</p><p>R: μ = 23,3 N s m-2</p><p>8). (Brunetti, 2005). A viscosidade dinâmica de um óleo é 5.10-4 kgf s m-2 e o peso específico relativo é 0,82.</p><p>Determinar a viscosidade cinemática. Considere g = 10 m s-2; γágua = 1000 kgf m-3.</p><p>R: ν = 6,1.10-6 m2 s-1</p><p>9). (Brunetti, 2005). O peso de 3 dm3 de uma substância é 23,5 N. A viscosidade cinemática é 10-5 m2 s-1. Se</p><p>g = 10 m s-2, qual será a viscosidade dinâmica?</p><p>R: μ = 7,83.10-3 N s m-2</p><p>10). (Brunetti, 2005). São dadas duas placas planas paralelas à distância de 2 mm. A placa superior move-se</p><p>com velocidade de 4 m s-1, enquanto a inferior é fixa. Se o espaço entre as duas placas for preenchido com</p><p>óleo (ν = 10-5 m2 s-1; ρ = 830 kg m-3), qual será a tensão de cisalhamento que agirá no óleo?</p><p>R: τ = 16,6 N m-2</p><p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 2</p><p>11). (AVA1_2009-2). No esquema abaixo está representado um aparelho utilizado para calibração de</p><p>manômetros. A pressão do óleo presente no interior do aparelho que se transmite a ambos manômetros é</p><p>criada por meio de revoluções provocadas na manivela externa. Preso a esse sistema de manivela existe um</p><p>êmbolo de 1 cm de diâmetro que penetra no interior da câmara comprimindo o óleo. A cada revolução da</p><p>manivela, o êmbolo desloca 2 mm no interior da câmara. Considerando o volume da câmara de 300 cm3,</p><p>calcule o número de revoluções necessárias para criar uma pressão interna lida pelos manômetros de 250</p><p>atm.</p><p>Dados: Ev = 208,7x107 N/m2</p><p>R: 23,16 revoluções</p><p>12). (AVA1_2012-1). Um sistema de correias transportadoras, tal como ilustrado na figura, é utilizado para</p><p>transferir lubrificante desde um poço até o ponto de aplicação. Admite-se que a correia estende-se</p><p>linearmente ao longo de toda sua extensão, e que ela corre paralelamente a uma superfície metálica, que</p><p>permanece imóvel. A velocidade da correia é 200 mm/s, a distância entre a correia e a superfície metálica é</p><p>igual a 5 mm, e a correia tem largura igual a 500 mm (perpendicularmente à folha de papel). O lubrificante é</p><p>um óleo, de viscosidade absoluta igual a 0,007 N s/m2. Determine:</p><p>a). a força a ser aplicada por unidade de comprimento da correia;</p><p>b). a vazão média que será transportada desde o poço até o ponto de aplicação.</p><p>Poço inferior de</p><p>lubrificante</p><p>Poço superior de</p><p>lubrificante</p><p>Superfície metálica</p><p>Correia</p><p>transportadora</p><p>5 mm</p><p>a). Ft = 0,14 N; b). Q = 0,25 L/s</p><p>Prof. Dr. Eliezer Santurbano Gervásio – Engenharia de Água na Agricultura - UNIVASF 3</p><p>13). (AVA_2013-1). Duas placas planas fixas (B) e (B’), distanciam-se de 70 mm conforme ilustra a figura.</p><p>Entre elas existe um líquido de viscosidade absoluta igual a 0,06 kgf m-2 s. Calcule a força F necessária para</p><p>deslocar, com velocidade de 0,5 m/s outra placa plana (C), paralela às placas (B) e (B’) e distante de (B) de</p><p>25 mm. Desprezar a espessura da placa (C) e considerar que sua área é de 0,5 m2.</p><p>B</p><p>B’</p><p>C</p><p>v = 0,5 m/s F</p><p>2</p><p>5</p><p>m</p><p>m</p><p>4</p><p>5</p><p>m</p><p>m</p><p>R: F = 0,93 kgf</p><p>14). (AVA_2014-1). Um prato plano de 50 cm2 está sendo puxado sobre uma superfície plana fixa a uma</p><p>velocidade constante de 45 cm/s. Um filme de óleo de viscosidade desconhecida separa o prato e a</p><p>superfície fixa a uma distância de 0,1 cm. Estima-se que a força necessária para puxar o prato seja de 31,7</p><p>N. Determine a viscosidade absoluta.</p><p>R: µ = 14,09 N.s/m2</p><p>15). (AVA_2014-1). No nível do mar, a massa específica da água salgada é 1026 kg/m3. Determine a massa</p><p>específica da água salgada no fundo do oceano, a 2000 m de profundidade, onde a pressão absoluta é</p><p>aproximadamente 2,02.107 N/m2. Dados: EV = 2,2.109 N/m2; Patm = 1,014.105 N/m2.</p><p>R: ρ = 1035,4 kg/m3</p><p>16). (AVA_2015-2). Um pistão, com diâmetro e comprimento respectivamente iguais a 139,2 e 241,3 mm,</p><p>escorrega dentro de um tubo vertical com velocidade (v). A superfície interna do tubo está lubrificada e a</p><p>espessura do filme de óleo é igual a 0,05 mm. Sabendo que a massa do pistão e a viscosidade do óleo são</p><p>iguais a 0,227 kg e 0,77 N.s/m2, respectivamente, estime a velocidade do pistão. Admita que o perfil de</p><p>velocidade no filme de óleo é linear. Considere g = 9,81 m/s2.</p><p>R: v = 1,37 mm/s</p>