Mecânica dos Fluidos

EXERCÍCIOS DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

ANÁPOLIS – GO

2016

Professor: João bento                           6º período

Exercícios 56 a 62 e 1.14

56. Considere o tubo de Venturi do problema 55 e a Fig. 15.43 sem o manômetro. Considere A igual a 5ª. Suponha que a pressão p1 em A seja de 2,0 atm. Calcule os valores de (a) V em A e (b) v em a que fariam a pressão p2 em a ser nula. (c) Calcule a vazão volumétrica correspondente se o diâmetro em A for igual a 5,0 cm. O fenômeno que ocorre em a quando p2cai para aproximadamente zero é conhecido como cavitação. A água se vaporiza em pequenas bolhas.

57. Um tubo de pitot é usado para determinar a velocidade de um avião em relação ao ar. Ele consiste em um tubo com vários furos pequenos B (quatro deles são mostrados) que permitem que p ar entre no tubo; esse tubo está ligado ao furo A no extremo frontal do dispositivo, que aponta na direção em que o avião está se movendo. Em A, o ar se torna estagnado de modo que va = 0. Em B, entretanto, a velocidade do ar supostamente igual a velocidade v da aeronave em relação ao ar. (a) Use a equação de Bernoulli para mostrar que v =  onde é a massa especifica do liquido no tubo. (b) Suponha que o tubo contem álcool e indica uma diferença de nível de 26,0 cm. Qual a velocidade do avião em relação ao ar? A massa especifica do ar é igual a 1,03 kg/m³ e a do álcool é igual a 810 kg/m³.[pic 1][pic 2]

[pic 3]

58. Um tubo de Pitot (veja o problema 57) em uma aeronave a alta altitude mede uma pressão diferencial de 180 Pa. Qual a velocidade da aeronave em relação ao ar se a massa especifica do ar for igual a 0,031 kg/m³?

59. O dinossauro Diplodocusera enorme, com o pescoço e a cauda compridos e uma massa que era grande o suficiente para testar a resistência das suas pernas. De acordo com algumas teorias, o Diplodocuscaminhava com dificuldade pela agua, talvez com sua cabeça de fora, de modo que o empuxo pudesse contrabalançar o seu peso e aliviar a carga sobre suas pernas. Para verificar essa conjectura, considere a massa especifica do Diplodocus com sendo 0,090 da massa especifica da água, e suponha que sua massa era a estimada em publicações de 1,85 x 104kg. (a) Qual seria então o seu peso real? Determine o seu peso aparente quando ele tinha as seguintes frações do seu volume submersas: (b) 0,50, (c) 0,80 e (d) 0,90. Quando quase completamente submerso, com apenas a sua cabeça acima da agua, seus pulmões teriam estados a cerca de 8,0 m abaixo da superfície da agua. (e) A essa profundidade, qual seria a diferença entre a pressão da agua (externa) e a pressão do ar em seus pulmões? Para o dinossauro inspirar, os músculos de seus pulmões teriam que expandir seus pulmões contra esta diferença de pressão de mais do que 8 kPa. (f) O Diplodocuscaminhava com dificuldade pela água, como conjecturado?

60. Quando você tosse, você expele o ar em alta velocidade através da traqueia e dos brônquios superiores, de modo que o ar remove o excesso de muco que reveste a passagem. Você produz a alta velocidade da seguinte forma: você inspira uma grande quantidade de ar, prende o ar fechando o glote (a abertura estreita na laringe), aumenta a pressão do ar contraindo os pulmões, contrai parcialmente a traqueia e os brônquios superiores para estreitar a passagem, e depois expele o ar através da passagem reabrindo a glote. Suponha que durante a expulsão a vazão volumétrica seja de 7,0 x 10-3 m³/s. Em termos de velocidade do som vs= 343m/s, qual a velocidade do ar através da traqueia se o diâmetro da traqueia (a) permanecer com o seu valor normal de 14 mm e (b) se contrair para um diâmetro de 5,2 mm?

61. Suponha que o seu copo possua uma massa especifica uniforme de 0,95 vezes a da agua. (a) Se você flutua em uma piscina, que fração do volume do seu corpo está acima da superfície da agua?

       Areia movediça é um fluido que é produzido quando a agua é forçada para cima a entrar na areia, movendo os grãos de areia para longe uns dos outros, de modo que eles não se mantem mais unidos por forças de atrito. Poços de areia movediça podem surgir quando a agua do subsolo vinda de montanhas alcança vales com bolsões de areia. (b) Se você pisar em um poço de área movediça com um amassa especifica de 1,6 vez a da água, que fração do volume do seu corpo estará então acima da superfície da areia movediça? (c) Em particular, você está submerso o suficiente para ficar impedido de respirar? A viscosidade da areia movediça aumenta dramaticamente durante quaisquer movimentos rápidos (diz-se que o fluido é tixotrópico). Assim, se você se debate para escapar da areia movediça, ela o segura mais firmemente. (d) Como você poderia escapar sem a ajuda de alguém?

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