FENÔMENOS DE TRANSPORTE

LISTA DE EXERCÍCIOS

Primeira avaliação - Capítulos 1, 2, 3 e 4

1 – Se 6m3 de óleo pesam 4800 kgf, calcular seu peso específico, sua massa específica e

sua densidade.

Resp. (800kgf/m3; 800kg/m

3; 0,800)

2 – A densidade do gelo e relação a água é 0,918. Calcular em porcentagem o aumento

de volume da água ao solidificar-se.

Resp. (8,9%)

3 – No módulo de um foguete espacial, instalado na rampa de lançamento da Terra (g =

981 cm/s2), coloca-se uma certa massa de um líquido cujo peso é W = 15 kgf.

Determinar o peso do mesmo líquido, quando o foguete estiver na lua (g’= 170 cm/s2)

Resp. (2,6 kgf)

4 – Um frasco de densidade pesa 12 g quando vazio e 28 g quando cheio de água. Em

seguida, retira-se a água, enche-se o frasco com ácido e obtém-se o peso total de 37,6 g.

Calcular a densidade relativa do ácido.

Resp. (1,6)

5 – Os resultados das experiências de Newton sobre viscosidade estão resumidos na

fórmula dy

dvAF .. . Explique suscintamente o significado de cada um dos símbolos

que aparecem na fórmula.

6 – O espaço entre duas placas quadradas, planas e paralelas é preenchido de óleo. Cada

lado da placa mede 60 cm. A espessura do filme de óleo é de 12,5 mm. A placa superior

que se move a 2,5 m/s exige uma força de 10 kgf para manter esta velocidade.

Determinar:

a) A viscosidade absoluta do óleo em Poise.

b) A viscosidade cinemática do óleo em Stokes, sendo a densidade do óleo 0,95.

c) Dados: 1 N = 105 dyn e 1 kgf = 9,81 N)

Resp. (13,6 Poise; 14,3 Stokes)

7 – Duas placas horizontais estão separadas de 8,2 mm. O espaço entre elas é ocupado

por um óleo cuja viscosidade dinâmica é de 8,5 Poises. Determinar:

a) A tensão viscosa resistente no óleo quando a placa superior se move na velocidade

de 2,1 m/s (resposta em N/m2).

b) A viscosidade cinemática, sendo 0,78 a densidade do óleo (resposta em m2/s).

Resp. (217,68 N/m2; 0,00109 m

2/s)

8 – Uma placa que dista de 0,5 mm de uma placa fixa, move-se a 0,25 m/s e necessita

de uma força por unidade de área de 2 Pa para manter a velociadde constante.

Determinar a viscosidade dinâmica da substância entre as placas em unidade SI.

Resp. (0,004 N.s/m2)

9 – Um pistão de 50 mm de diâmetro se movimenta no interior de um cilindro de 50,10

mm de diâmetro. Determinar o decréscimo percentual da força necessária para

movimentar o pistão quando o lubrificante se aquece de 0º a 120ºC.

Dado: Viscosidade do lubrificante a 0ºC = 1,8 . 10-2

N.s/m2.

Viscosidade do lubrificante a 120ºC = 2 . 10-3

N.s/m2.

Resp. (88,8%)

10 – Um cilindro de aço de 3 cm de diâmetro e 12 cm de comprimento cai, sob a ação

do peso próprio, com velocidade constante de 0,15 m/s dentro de um tubo de diâmetro

ligeiramente maior. Existe uma película de óleo de viscosidade absoluta 0,03 kgf/m.s

entre o cilindro e o tubo. Determinar a folga existente entre o tubo e o cilindro.

Dado: densidade do aço = 7,85.

Resp: (0,07647 mm)

11 a) Determinado manômetro usa Hg como fluido manométrico. No caso da figura,

considerando a massa específica da água nos recipientes e a massa específica do

mercúrio, encontre a diferença de pressão entre os pontos 1 e 2 mostrados. b) Se

fizermos a = 0 e desejarmos que a diferença de pressão seja no máximo 70 kPa,

pretende-se trocar o fluído de trabalho para evitar que a diferença de pressão, medida

por R, seja no máximo 1 metro. Determine a massa específica mínima necessária ao

fluido. Resp: P2-P1 = ga + (m + )gR; e 6142,8 kg/m³

12 - Considere que uma força de 89 KN deve ser produzida na prensa hidráulica da

figura. Obtenha o valor do peso W necessário para que isto ocorra. A área do pistão

maior vale 9,3 m2 e a do pistão menor vale 0,093 m2. O fluido tem densidade igual a

0,80. Resp: 376,6N

13 - O manômetro diferencial é utilizado para medir a pressão causada por uma redução

da seção transversal (chamamos de constrição) ao longo do escoamento. Determine a

diferença de pressão entre os pontos A e B da figura. Qual é o ponto de maior pressão?

Resp: 405,1kPa

14 - Determine a densidade do fluido B do sistema abaixo: Resp:

15 - Determine a densidade do fluido A no sistema da figura abaixo:

Resp:

16 - Sendo o portão afogado da figura, pivoteado em torno do ponto H. Determine a

magnitude da força FR, aplicada no ponto A, necessária para manter o portão fechado.

Sabe-se que L = 2 m, D = 1 m e o ângulo entre o portão e o plano de apoio é de

30º. Resp: 32,7 kN

17 - Um portão, de massa = 2000 kg e largura w = 8 m, tem comprimento L a ser

determinado. A situação de equilíbrio é alcançada para D = 1m (nível da água) e ângulo

de 30º, entre o portão e o nível do tanque. Determine o comprimento de

equilíbrio. Resp: 6,16m

18 - Considere a porta de largura w = 1 m, comprimento 1,5 m está localizada no plano

vertical do tanque de água. A porta é pivoteada no ponto H, localizado a uma distância

D = 1m da superfície livre. A pressão Po ali vale 0,5 da pressão atmosférica. No lado de

fora da porta, a pressão atmosfera atua. Determine a força R a ser aplicada no ponto B

para manter a porta fechada. Resp: 52,7 kN

19 - Encontre a linha de ação e o valor da resultante das forças no portão circular da

figura: Resp: esquerda para direita, no centro da comporta, 13021,6N

20 - Um homem de 150 lbf está em pé sobre uma tora, de diâmetro igual a 14 in, que

flutua na água ( = 36 lbf/ft³). O peso do homem faz a tora afundar até um ponto

imediatamente abaixo da superfície da água. Qual é o comprimento da tora?

21 - Um iceberg ( = 47 lbf/ft³) possui um volume de 105 ft³ na parte externa da água do

mar ( = 64 lbf/ft³). Qual a parte do iceberg abaixo da superfície? Resp: 276000 ft³

22 - Para se salvar de uma inundação um pequeno animal salta para cima de uma peça

de madeira, que afunda uniformemente até 1,3 in no interior da água. A madeira possui

uma base quadrada de 1 ft de lado e espessura de 2 ft, sendo sua densidade igual a 0,52.

Qual é o peso do animal? Resp : 1,35 lbf

23 - Uma plataforma de mergulho flutua sobre 5 tambores de 50 galões que ficam

completamente submersos quando a plataforma recebe sua carga total. A plataforma

vazia pesa 350 lbf. Quantas pessoas de 150 lbf ela pode suportar? Resp: 11

24 - Um bloco retangular de 50lbf de madeira (d = 0,5) flutua na água, conforme

ilustrado. Quando inclinado de 5° qual é o valor do momento restaurador? Resp: 6,56

ft.lbf

25 - Um balão de diâmetro igual a 18ft está cheio de hélio ( = 0,005 lbf/ft³). Para o

ângulo de inclinação e localização do centro de massa indicados na Figura, determine o

momento restaurador. Supor ar = 0,072lbf/ft³? Resp: W.x

26 - Uma barcaça de 40ft de comprimento vira para a posição indicada na Figura. Para

um peso total de 4 toneladas, qual é o momento restaurador? Resp: 319.488 ft.lbf