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Engenharia de Produção ·
Mecânica dos Fluidos
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Questão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nO cubo de madeira mostrado na Figura tem uma força F aplicada na sua extremidade esquerda, empurrando o cubo de modo que ele rotacione 30° no sentido anti-horário e que seu vértice superior toque a água como mostrada a figura. Calcule o ponto de flutuação do cubo. Considere Ïpg = 1000 kg/m³.\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 3\n\nC = \\overline{y} = \\frac{\\sum{zA}}{\\sum{A}}\n\\overline{y} = \\frac{\\sum{zA}}{A}\n\\overline{y} = \\frac{0.25A + 0.144A + 0.144A}{A}\n\\overline{y} = 0.151 m\nA_1 = 0.25 * 0.144 = 0.018 m^2\n\\overline{z} = \\frac{0.25}{2} = 0.125 m\n\\overline{y_2} = \\frac{(0.25 - 0.144)}{2} \n\\overline{y_2} = 0.053 m e A_2 = 0.25(0.25 - 0.144) \nA_2 = 0.0265 m^2 \nE = \\overline{y_1} - \\frac{(0.154 - 0.018)}{(0.053 - 0.0265)} \\rightarrow \\overline{y} = 0.108 m \\overline{y} = 0.0933 m\nO ponto de flutuação está em (0.108; 0.0933) Questão 2/10 - Mecânica dos Fluidos\nSupondo que a pressão da ar dentro da câmara de ar de um pneu de uma bicicletada é de 15 psi conforme medido no manômetro da bomba. Sabendo que a pressão atmosférica é de 101,3 kPa.\n\nAssunto visto na Aula 2 tema 2\n\nP_1 = 6894.76 Pa\nP_2 = 101.3 + 6894.76 = 10312,4 Pa\nP_2 = 20,14 x 10^3\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 2 Questão 3/10 - Mecânica dos Fluidos\nUma forma de aliviar a tensão em cabos de sustentação e imergir o peso em um líquido. Um poste quadrado, com densidade relativa de 0,68, de dimensões 80mm x 80mm x 6m está suspenso por um trante. O poste está 4m submerso em agua. Qual é a tensão no trante?\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 2\n\nNota: T = 5.024 N\nVocê acertou!\n\\sum{Fy} = 0\nT + P_{gas}gV_{trans} = W\nT = d_{r} * P_{gas} * g \cdot h - (P_{gas} * gV_{g}).\nT = 25.16 - 25.13 \nT = 5.024N Questão 6/10 - Mecânica dos Fluidos\nConsidere o raciocínio apresentado na figura para elevar um automóvel. Sabendo que o êmbolo menor possui um diâmetro D1 = 15 mm, determine a força (F) necessária para elevar o carro de 1500 kg, sabendo que o diâmetro do êmbolo maior D2 = 50 mm. Como a força atua através de um sistema de alavanca, considere o comprimento de alavanca c1 = 35 cm e diâmetro do que eleva a carga de c2 = 12 mm.\nAssunto visto na Aula 2 Tema 1\nF = 4541 N\nFca = Fd\nP1 = A1 · d1\nF1 = F2 · D2^2 / D1^2\nF1 = 3243,35 N.\nF = 4541 N\n\nQuestão 7/10 - Mecânica dos Fluidos\nDetermine a posição da força resultante para a caixa mostrada na Figura. Considere γf = 850 kg/m³.\nAssunto visto na Aula 3 tema 1\nŷo = 4.95 m\nŷo = I / yA + γ^/ γA + 5 → ŷo = 5.05 m Questão 8/10 - Mecânica dos Fluidos\nO quant mostrado na Figura contém o líquido h, enquanto o tubo U contém um fluido manométrico de mercúrio. Determine a distância h do mercúrio até a superfície de nível a fim de que haja equilíbrio, ou seja, em que a pressão gerada pela coluna de líquido mais a equivalente à pressão da coluna de mercúrio. Considere γágua = 9800 N/m³, γmercúrio = 13500 kg/m³.\nh = 0.06 m\n\nQuestão 9/10 - Mecânica dos Fluidos\nConsiderando o cilindro de elevação mostrado na Figura para elevar caixas. Sabendo que a caixa menor possui uma massa de 30 kg e que o êmbolo menor possui um diâmetro de 40 cm, determine a força que o êmbolo exerce sobre a carga maior de 80 kg que a caixa menor é suficiente para elevar.\nAssunto visto na Aula 2 Tema 1\nF2 = F1\nF2 = F1 · A2 / A1\nF1 = 1772 N\nComo m1 = 30 kg → F2 = 493,65 N. Questão 10/10 - Mecânica dos Fluidos\nMarque a alternativa que converte corretamente uma potência de 10.000 btu para kWh.\n1.93 kWh\n2.03 kWh\n2.53 kWh\n2.93 kWh\n3.25 kWh.\nAssunto visto na Aula 1 tema 5\n\nQuestão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nCalcule a força resultante que a pressão da água exerce sobre a placa inclinada ABDE do tanque. Considere γágua = 62,4 lb/pés³.\nF = 4493 lb.\nF = γ·h·A = 624.3·h Questão 3/10 - Mecânica dos Fluidos\nUm balão de ar quente (com a forma aproximada de uma esfera de 20 m de diâmetro) deve levantar um cesto com carga de 2000 N. Aí que temperatura o ar deve ser aquecido de modo a possibilitar a decolagem? Considere que a temperatura do ar está a 25 °C.\n\nTemperatura [°C] \t Massa Específica, ρ (kg/m³) \t Viscosidade Dinâmica, μ (N·s/m²)\t Viscosidade Cinemática, ν (m²/s)\n1 \t 1,29 \t 1,72E-05 \t 1,33E-05\n5 \t 1,27 \t 1,74E-05 \t 1,37E-05\n10 \t 1,23 \t 1,76E-05 \t 1,45E-05\n15 \t 1,22 \t 1,79E-05 \t 1,46E-05\n20 \t 1,19 \t 1,81E-05 \t 1,54E-05\n25 \t 1,18 \t 1,84E-05 \t 1,54E-05\n30 \t 1,16 \t 1,88E-05 \t 1,64E-05\n35 \t 1,14 \t 1,92E-05 \t 1,66E-05\n40 \t 1,12 \t 1,96E-05 \t 1,70E-05\nAssunto visto na Aula 3 tema 2\n\nB \nT = 37,7 °C\n\nΣF = 0; E = WAr − 2000 = 0\nPara o ar a 25 °C, ρar = 1,19 kg/m³\ng.V.(ρar − ρágua) = 2000\n→ 981.π.4.3³.(1,19 − ρágua) = 2000\n\x1a→ 41032,03\n\n1,19 − ρágua = 2000/41032,03\n→ ρágua = 1,144 kg/m³\nρágua = ρar.Tar\n→ Tar = (ρágua/ρar)·Tar\n\nTar = 310,71 K → °C = Tar − 273 → Tar = 37,708 K Questão 4/10 - Mecânica dos Fluidos\nUm caminhão tem um coeficiente de arrasto de C𝑑 = 0,9 quando se move com velocidade constante de 80 km/h. Determine a potência necessária para impulsionar o caminhão em sua velocidade se a área projetada da frente do caminhão é de 10 m². O ar está a uma temperatura de 15 °C.\n\nTemperatura [°C] \t Massa Específica, ρ (kg/m³) \t Viscosidade Dinâmica, μ (N·s/m²) \t Viscosidade Cinemática, ν (m²/s)\n0 \t 1,29 \t 1,72E-05 \t 1,33E-05\n5 \t 1,27 \t 1,74E-05 \t 1,37E-05\n10 \t 1,23 \t 1,76E-05 \t 1,45E-05\n15 \t 1,21 \t 1,79E-05 \t 1,46E-05\n20 \t 1,19 \t 1,81E-05 \t 1,54E-05\n25 \t 1,18 \t 1,84E-05 \t 1,54E-05\n30 \t 1,16 \t 1,88E-05 \t 1,64E-05\n35 \t 1,14 \t 1,92E-05 \t 1,66E-05\n40 \t 1,12 \t 1,96E-05 \t 1,70E-05\nAssunto visto na Aula 3 tema 4\n\nv = 80 km/h → 3.6 → v = 22.22 m/s\nPara T = 15 °C → ρ = 1,23 kg/m³\nFa = C𝑑 * Ap * (𝑝𝑣²/2)\n= 0,9·10²·(1,23·(22.22)²)/2\nFa = 2733,33 N\nP = Fa·v = 2733,33·22.22 → P = 60740,44 W Questão 9/10 - Mecânica dos Fluidos\nO tanque mostrado na figura está cheio de gasolina e glicerina. Determine a pressão manométrica sobre a torneira do dreno em C em psi. Considere 𝜏gas = 45,5 lb/ft².\n\nP = P0 + ρgh\nP = 45,3 + 78,7·4 → P = 450,1 lb/ft²\n1 psi = 12 lb/ft²\nP = 450,1/12 psi → P = 3,18 psi\n\nQuestão 10/10 - Mecânica dos Fluidos\nO avião mostrado na figura mas de 3000 kg está voando horizontalmente a 70 m/s em uma altitude de 7 km. Considerando as asas do tipo de seção NACA 2409, com comprimento de 2 m e envergadura de 8 m, determine seu respectivo ângulo de ataque. considere ρ∞ = 0,590 kg/m².\nAssunto visto na Aula 3 tema 5 Questão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nSe um manômetro acusa 105 kPa de pressão absoluta numa tubulação onde a atmosfera tem pressão de 100 kPa. Qual é o pressão manométrica?\n\nAssunto visto na Aula 2 tema 2\n\nNota: 10.0\n\nA Pman = 205 kPa\n\nB Pman = 5 kPa\n\nVocê acertou!\nPman = Pabs - Patm\nPman = 105 - 100\nPman = 5 kPa\n\nC Pman = 100 kPa\n\nD Pman = 1 kPa\n\nE Pman = 5 kPa\n Questão 5/10 - Mecânica dos Fluidos\nQue nação antiga usava a mecânica dos fluidos para aproveitar a foz do Nilo para desenvolver sua agricultura?\n\nAssunto visto na Aula 1 tema 1\n\nNota: 10.0\n\nA China\n\nB Grécia\n\nC Egito\n\nVocê acertou!\nOs egípcios utilizavam seus conhecimentos de mecânica dos fluidos e aproveitavam a foz do Nilo para desenvolver sua agricultura.\n\nD Roma\n\nE Israel\n
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Questão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nO cubo de madeira mostrado na Figura tem uma força F aplicada na sua extremidade esquerda, empurrando o cubo de modo que ele rotacione 30° no sentido anti-horário e que seu vértice superior toque a água como mostrada a figura. Calcule o ponto de flutuação do cubo. Considere Ïpg = 1000 kg/m³.\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 3\n\nC = \\overline{y} = \\frac{\\sum{zA}}{\\sum{A}}\n\\overline{y} = \\frac{\\sum{zA}}{A}\n\\overline{y} = \\frac{0.25A + 0.144A + 0.144A}{A}\n\\overline{y} = 0.151 m\nA_1 = 0.25 * 0.144 = 0.018 m^2\n\\overline{z} = \\frac{0.25}{2} = 0.125 m\n\\overline{y_2} = \\frac{(0.25 - 0.144)}{2} \n\\overline{y_2} = 0.053 m e A_2 = 0.25(0.25 - 0.144) \nA_2 = 0.0265 m^2 \nE = \\overline{y_1} - \\frac{(0.154 - 0.018)}{(0.053 - 0.0265)} \\rightarrow \\overline{y} = 0.108 m \\overline{y} = 0.0933 m\nO ponto de flutuação está em (0.108; 0.0933) Questão 2/10 - Mecânica dos Fluidos\nSupondo que a pressão da ar dentro da câmara de ar de um pneu de uma bicicletada é de 15 psi conforme medido no manômetro da bomba. Sabendo que a pressão atmosférica é de 101,3 kPa.\n\nAssunto visto na Aula 2 tema 2\n\nP_1 = 6894.76 Pa\nP_2 = 101.3 + 6894.76 = 10312,4 Pa\nP_2 = 20,14 x 10^3\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 2 Questão 3/10 - Mecânica dos Fluidos\nUma forma de aliviar a tensão em cabos de sustentação e imergir o peso em um líquido. Um poste quadrado, com densidade relativa de 0,68, de dimensões 80mm x 80mm x 6m está suspenso por um trante. O poste está 4m submerso em agua. Qual é a tensão no trante?\n\nAssunto visto na Aula 3 tema 2\n\nNota: T = 5.024 N\nVocê acertou!\n\\sum{Fy} = 0\nT + P_{gas}gV_{trans} = W\nT = d_{r} * P_{gas} * g \cdot h - (P_{gas} * gV_{g}).\nT = 25.16 - 25.13 \nT = 5.024N Questão 6/10 - Mecânica dos Fluidos\nConsidere o raciocínio apresentado na figura para elevar um automóvel. Sabendo que o êmbolo menor possui um diâmetro D1 = 15 mm, determine a força (F) necessária para elevar o carro de 1500 kg, sabendo que o diâmetro do êmbolo maior D2 = 50 mm. Como a força atua através de um sistema de alavanca, considere o comprimento de alavanca c1 = 35 cm e diâmetro do que eleva a carga de c2 = 12 mm.\nAssunto visto na Aula 2 Tema 1\nF = 4541 N\nFca = Fd\nP1 = A1 · d1\nF1 = F2 · D2^2 / D1^2\nF1 = 3243,35 N.\nF = 4541 N\n\nQuestão 7/10 - Mecânica dos Fluidos\nDetermine a posição da força resultante para a caixa mostrada na Figura. Considere γf = 850 kg/m³.\nAssunto visto na Aula 3 tema 1\nŷo = 4.95 m\nŷo = I / yA + γ^/ γA + 5 → ŷo = 5.05 m Questão 8/10 - Mecânica dos Fluidos\nO quant mostrado na Figura contém o líquido h, enquanto o tubo U contém um fluido manométrico de mercúrio. Determine a distância h do mercúrio até a superfície de nível a fim de que haja equilíbrio, ou seja, em que a pressão gerada pela coluna de líquido mais a equivalente à pressão da coluna de mercúrio. Considere γágua = 9800 N/m³, γmercúrio = 13500 kg/m³.\nh = 0.06 m\n\nQuestão 9/10 - Mecânica dos Fluidos\nConsiderando o cilindro de elevação mostrado na Figura para elevar caixas. Sabendo que a caixa menor possui uma massa de 30 kg e que o êmbolo menor possui um diâmetro de 40 cm, determine a força que o êmbolo exerce sobre a carga maior de 80 kg que a caixa menor é suficiente para elevar.\nAssunto visto na Aula 2 Tema 1\nF2 = F1\nF2 = F1 · A2 / A1\nF1 = 1772 N\nComo m1 = 30 kg → F2 = 493,65 N. Questão 10/10 - Mecânica dos Fluidos\nMarque a alternativa que converte corretamente uma potência de 10.000 btu para kWh.\n1.93 kWh\n2.03 kWh\n2.53 kWh\n2.93 kWh\n3.25 kWh.\nAssunto visto na Aula 1 tema 5\n\nQuestão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nCalcule a força resultante que a pressão da água exerce sobre a placa inclinada ABDE do tanque. Considere γágua = 62,4 lb/pés³.\nF = 4493 lb.\nF = γ·h·A = 624.3·h Questão 3/10 - Mecânica dos Fluidos\nUm balão de ar quente (com a forma aproximada de uma esfera de 20 m de diâmetro) deve levantar um cesto com carga de 2000 N. Aí que temperatura o ar deve ser aquecido de modo a possibilitar a decolagem? Considere que a temperatura do ar está a 25 °C.\n\nTemperatura [°C] \t Massa Específica, ρ (kg/m³) \t Viscosidade Dinâmica, μ (N·s/m²)\t Viscosidade Cinemática, ν (m²/s)\n1 \t 1,29 \t 1,72E-05 \t 1,33E-05\n5 \t 1,27 \t 1,74E-05 \t 1,37E-05\n10 \t 1,23 \t 1,76E-05 \t 1,45E-05\n15 \t 1,22 \t 1,79E-05 \t 1,46E-05\n20 \t 1,19 \t 1,81E-05 \t 1,54E-05\n25 \t 1,18 \t 1,84E-05 \t 1,54E-05\n30 \t 1,16 \t 1,88E-05 \t 1,64E-05\n35 \t 1,14 \t 1,92E-05 \t 1,66E-05\n40 \t 1,12 \t 1,96E-05 \t 1,70E-05\nAssunto visto na Aula 3 tema 2\n\nB \nT = 37,7 °C\n\nΣF = 0; E = WAr − 2000 = 0\nPara o ar a 25 °C, ρar = 1,19 kg/m³\ng.V.(ρar − ρágua) = 2000\n→ 981.π.4.3³.(1,19 − ρágua) = 2000\n\x1a→ 41032,03\n\n1,19 − ρágua = 2000/41032,03\n→ ρágua = 1,144 kg/m³\nρágua = ρar.Tar\n→ Tar = (ρágua/ρar)·Tar\n\nTar = 310,71 K → °C = Tar − 273 → Tar = 37,708 K Questão 4/10 - Mecânica dos Fluidos\nUm caminhão tem um coeficiente de arrasto de C𝑑 = 0,9 quando se move com velocidade constante de 80 km/h. Determine a potência necessária para impulsionar o caminhão em sua velocidade se a área projetada da frente do caminhão é de 10 m². O ar está a uma temperatura de 15 °C.\n\nTemperatura [°C] \t Massa Específica, ρ (kg/m³) \t Viscosidade Dinâmica, μ (N·s/m²) \t Viscosidade Cinemática, ν (m²/s)\n0 \t 1,29 \t 1,72E-05 \t 1,33E-05\n5 \t 1,27 \t 1,74E-05 \t 1,37E-05\n10 \t 1,23 \t 1,76E-05 \t 1,45E-05\n15 \t 1,21 \t 1,79E-05 \t 1,46E-05\n20 \t 1,19 \t 1,81E-05 \t 1,54E-05\n25 \t 1,18 \t 1,84E-05 \t 1,54E-05\n30 \t 1,16 \t 1,88E-05 \t 1,64E-05\n35 \t 1,14 \t 1,92E-05 \t 1,66E-05\n40 \t 1,12 \t 1,96E-05 \t 1,70E-05\nAssunto visto na Aula 3 tema 4\n\nv = 80 km/h → 3.6 → v = 22.22 m/s\nPara T = 15 °C → ρ = 1,23 kg/m³\nFa = C𝑑 * Ap * (𝑝𝑣²/2)\n= 0,9·10²·(1,23·(22.22)²)/2\nFa = 2733,33 N\nP = Fa·v = 2733,33·22.22 → P = 60740,44 W Questão 9/10 - Mecânica dos Fluidos\nO tanque mostrado na figura está cheio de gasolina e glicerina. Determine a pressão manométrica sobre a torneira do dreno em C em psi. Considere 𝜏gas = 45,5 lb/ft².\n\nP = P0 + ρgh\nP = 45,3 + 78,7·4 → P = 450,1 lb/ft²\n1 psi = 12 lb/ft²\nP = 450,1/12 psi → P = 3,18 psi\n\nQuestão 10/10 - Mecânica dos Fluidos\nO avião mostrado na figura mas de 3000 kg está voando horizontalmente a 70 m/s em uma altitude de 7 km. Considerando as asas do tipo de seção NACA 2409, com comprimento de 2 m e envergadura de 8 m, determine seu respectivo ângulo de ataque. considere ρ∞ = 0,590 kg/m².\nAssunto visto na Aula 3 tema 5 Questão 1/10 - Mecânica dos Fluidos\nSe um manômetro acusa 105 kPa de pressão absoluta numa tubulação onde a atmosfera tem pressão de 100 kPa. Qual é o pressão manométrica?\n\nAssunto visto na Aula 2 tema 2\n\nNota: 10.0\n\nA Pman = 205 kPa\n\nB Pman = 5 kPa\n\nVocê acertou!\nPman = Pabs - Patm\nPman = 105 - 100\nPman = 5 kPa\n\nC Pman = 100 kPa\n\nD Pman = 1 kPa\n\nE Pman = 5 kPa\n Questão 5/10 - Mecânica dos Fluidos\nQue nação antiga usava a mecânica dos fluidos para aproveitar a foz do Nilo para desenvolver sua agricultura?\n\nAssunto visto na Aula 1 tema 1\n\nNota: 10.0\n\nA China\n\nB Grécia\n\nC Egito\n\nVocê acertou!\nOs egípcios utilizavam seus conhecimentos de mecânica dos fluidos e aproveitavam a foz do Nilo para desenvolver sua agricultura.\n\nD Roma\n\nE Israel\n