Exercícos - Tema 02 - Introdução À Estática Dos Fluidos

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A
B
C
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E
1
Na produção de petróleo obtido do pré-sal, é comum a instalação de
equipamentos em profundidades de . Considerando que a massa
específica da água do mar é , calcule a pressão absoluta
que esses equipamentos devem suportar:
2000m
ρ = 1025kg/m3
20, 11MPa
101, 3kPa
20, 21MPa
2, 15MPa
2, 05MPa
Questão de 10
Corretas
Em branco
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6 7 8 9 10
Introdução À Estática…
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A fórmula da pressão hidrostática é: 
onde:
- é a pressão absoluta.
- é a densidade da água do mar �1025 kg/m³).
- g é a aceleração da gravidade (aproximadamente 9,81 m/s ).
- h é a profundidade �2000m�.
-  é a pressão atmosférica ao nível do mar (aproximadamente
101,3kPa ou 0,1013MPa).
P = ρ ⋅ g ⋅ h + Patm
P
ρ
2
Patm
P = 1025 ⋅ 9, 81 ⋅ 2000 + 101300 Pa
P = 20110500 Pa + 101300 Pa
P = 20211800 Pa = 20, 21 MPa
2
Fora d'água, a massa de um objeto é de e, dentro d'água, 
. Qual é a massa específica desse material?
50, 0kg 30, 0kg
0, 02kg/m3
0, 01kg/m3
0, 03kg/m3
0, 05kg/m3
0, 08kg/m3
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A massa específica é a razão entre a massa e o volume. No caso, a
massa é de e o volume é de .
Portanto, a massa específica é de .
50, 0kg 50, 0 − 30, 0 = 20, 0kg
0, 02kg/m3
3
Se a massa específica do gelo é e da água do mar é
, qual é a porcentagem do volume de um iceberg que fica
emersa (acima do nível d'água)?
920kg/m3
1025kg/m3
10,2%
89,8%
11,4%
1,0%
20,4%
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A resposta correta é: 10,2%.
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A porcentagem do volume de um iceberg que fica emersa é dada
pela razão entre a massa específica do gelo e a massa específica da
água do mar.
10,2% � 920 kg/m^3 / 1025 kg/m^3
4
A Figura a seguir ilustra um recipiente cilíndrico totalmente fechado,
contendo gás e óleo. , e são pontos no interior do recipiente,
estando em seu tampo, em sua base e na interface gás-óleo. As
densidades do óleo e do gás valem, respectivamente, e
.
Sabendo que a pressão no ponto vale e que a gravidade local
vale , conclui-se que a pressão no ponto , em , vale:
A B C
A C B
0, 8g/cm3
0, 01g/cm3
A 6kPa
10m/s2 C kPa
4,0.
6,0.
6,4.
10,0.
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10,4.
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A resposta correta é: 10,4
Para calcular a pressão no ponto C, precisamos calcular a pressão no
ponto B�
 
PB = PA + ρgás × g × hgás
PB = 6kPa + 10 × 10 × 4 = 6kPA + 0, 4kPa = 6, 4KPa
PC = PB + ρóleo × g × hóleo
PB = 6, 4kPa + 800 × 10 × 0, 5 = 6, 4kPa + 4kPa = 10, 4KPa
5
Cada unidade, seja ela para densidade, pressão, viscosidade ou valores
adimensionais, tem um papel crucial na precisão e clareza dos cálculos e
análises técnicas em ciência e engenharia. Qual é a unidade de
densidade?
kg/m3
kN/m2
Pa
Pa.s
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Adimensional
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A unidade de densidade é tipicamente expressa em quilogramas por
metro cúbico kg/m . Isso representa a massa de substância por
unidade de volume. 
3
6
Para determinado fluido com peso específico de , uma
diferença de pressão de corresponde a uma altura de carga, em
metros, de:
12.000N/m3
4.800Pa
0,4
2,5
5,8
8,2
12,0
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A resposta correta é: 0,4
7
Qual é o adimensional utilizado tanto para análise de escoamento em
canais quanto ao redor de cascos de navios?
Froude
Euler
Coeficiente de arrasto
Mach
Biot
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O número adimensional Froude é utilizado tanto para análise de
escoamento em canais quanto ao redor de cascos de navios. Ele é
definido como a razão entre a força inercial e a força gravitacional.
Este número é muito importante na análise de escoamentos onde a
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gravidade tem um papel significativo, como é o caso do escoamento
em canais e ao redor de cascos de navios.
8
Entre os corpos da Figura a seguir, qual corresponde a uma situação
estável, instável e indiferente, respectivamente?
A, B e C
B, C e A
C, A e B
C, B e A
A, C e B
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A resposta correta é: A, C e B
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Um líquido de massa específica igual a 1 kg/m³ escoa por uma calha de
comprimento 1,5 m, com velocidade de 7 m/s. Se o número de Reynolds é
igual a 2.200, a viscosidade dinâmica é igual a:
4,8x10−3kgm
s
4,5x10−3kgm
s
4,3x10−3kgm
s
4,1x10−3kgm
s
3,9x10−3kgm
s
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O número de Reynolds é dado por: Onde: é o número
de Reynolds; é a velocidade do fluido; é o comprimento do tubo;
 é a massa específica do fluido; é a viscosidade dinâmica do
fluido. Substituindo os valores dados no enunciado, temos:
 Portanto, a viscosidade dinâmica
é igual a: 
Re = ρvL
μ Re
v L
ρ μ
Re =
1kg/m3∗7m/s∗1,5m
4,8x10−3kgm/s
Re = 2200
μ = ρvL
Re
μ =
1kg/m3∗7m/s∗1,5m
2200 μ = 4, 8x10−3kgm/s
10
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Considere que um navio de de comprimento, projetado para
se deslocar à velocidade de cruzeiro de , deve ser testado
em um tanque d'água, rebocando-se um modelo de  de
comprimento. Nessa situação, calcule a , em , na qual o modelo
deve ser rebocado para que as condições de deslocamento do navio na
água sejam perfeitamente simuladas:
LN = 182m
VN = 7m/s
Lm = 4, 4m
Vm m/s
7
1,1
289
0,17
10
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A resposta correta é: 1,1. A velocidade de um navio é proporcional ao
seu comprimento. Portanto, para que as condições de deslocamento
do navio na água sejam perfeitamente simuladas, o modelo deve ser
rebocado a uma velocidade de 1,1 m/s.
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