CURSO DE ENGENHARIA CIVIL CC75D MECÂNICA DOS FLUIDOS E TRANSFERÊNCIA DE CALOR ESTÁTICA DOS FLUIDOS - LISTA DE EXERCÍCIOS

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1 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CURSO DE ENGENHARIA CIVIL PR UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ CC75D MECÂNICA DOS FLUIDOS E TRANSFERÊNCIA DE CALOR ESTÁTICA DOS FLUIDOS - LISTA DE EXERCÍCIOS 1. Determine as pressões absoluta e manométrica que prevalecem no interior de um líquido a 3,0m da superfície livre. A densidade relativa do líquido é 1,25 e a pressão atmosférica local é Pa. Expresse os resultados nas seguintes unidades: Pascal, quilograma força por centímetro quadrado, bar, atmosfera, libra força por polegada quadrada. 2. A pressão atmosférica em determinado local, obtida a partir de um barômetro de mercúrio, foi de Pa. Esse barômetro, conectado a um ambiente fechado, passou a indicar uma coluna de 500 mm (d = 13,6). Determine as pressões absoluta e relativa correspondentes a esse registro. 3. Um vacuômetro registra uma pressão negativa equivalente a 80 mm de coluna de mercúrio. Sendo Pa a pressão atmosférica local, determine as pressões absoluta e manométrica correspondentes a esse registro (d = 13,6). 4. No reservatório indicado na figura abaixo o manômetro M, destinado a medir o nível de gasolina, indica que o tanque está cheio. Determine o erro dessa indicação (valor h) se houve entrada de água no tanque ocupando uma altura de 8 cm. 5. Sendo Pa a pressão manométrica no ponto A, determine o peso específico do líquido B.

2 6. Determine a leitura do manômetro diferencial de mercúrio, que originalmente se encontrava na posição indicada na figura, após aplicar-se uma força descendente de 5 N ao pistão. Despreze as resistências devido ao atrito no pistão. 7. No manômetro inclinado da figura abaixo a leitura no tubo é 15cm. O fluido manométrico é um óleo de densidade relativa 0,83. Determine a pressão a qual corresponde essa leitura se: (a) o diâmetro do reservatório for de 6 cm e o do tubo inclinado for 7 mm, (b) o diâmetro do reservatório for de 4 cm e o do tubo inclinado for 7 mm. Despreze os efeitos de tensão superficial. 8. Calcule a força F por unidade de largura necessária para manter a comporta ABC fechada.

3 9. A comporta ABC tem 4 m de largura e é articulada em B. Determine o nível que a água deve atingir (altura h) para que a comporta abra automaticamente. 10. Determine a força de pressão (magnitude e ponto de aplicação) sobre a superfície triangular da figura, contida no plano inclinado a 30º com a superfície livre. 11. Calcule a força de pressão (magnitude e ponto de aplicação) sobre a superfície cilíndrica AB que possui largura de 6 m.

4 12. O cubo C, de 12 cm de aresta, encontra-se mergulhado em água e é equilibrado pela massa de 2 kg. Determine seu peso específico. 13. Um cubo de material homogêneo, com peso específico de 7848 N/m 3, flutua na água. Determine se o cubo é estável e verifique a seguir a mesma condição para um cubo com peso específico de 5886 N/m O flutuante abaixo, composto de material homogêneo com densidade relativa igual a d = 0,5, possui a forma de um prisma com a base de um triângulo isósceles B=1m e largura L=1m (perpendicular ao plano do papel). Determine as condições de estabilidade do flutuante (estável ou instável). [P ] B d = 0,5 H = B d = 1,0

5 15. Uma comporta de seção transversal retangular, na forma de um quadrante de círculo, articulada em A e vedada em B, possui 2 m de largura. O fundo da comporta está a 3 m abaixo da superfície da água. Determine a força exercida no batente B (despreze o peso próprio da comporta). [P ] 16. A base do recipiente mostrado na figura abaixo é um triangulo equilátero ABC posicionado na horizontal e com 8 m de lado. Levando em conta os dados indicados na figura, calcule: (a) O desnível manométrico h, (b) A pressão absoluta no ponto D, (c) A magnitude da força de pressão exercida sobre o fundo triangular. Dados: patm = Pa hbd = 3 m [P ] p atm

6 RESPOSTAS 1. Pressão manométrica: 36787,5 Pa, 0,3678 bar, 0,363 atm, 5,329 lbf/in 2. Pressão absoluta: ,5 Pa, 1,3808 bar, 1, atm, 20,003 lbf/in p=66511,8 Pa e pman=-34488,2 Pa 3. p=90658,1 Pa e pman=-10641,8 Pa 4. h=3,765 cm 5. b=8023,6 N/m 3 6. H=0,1309 m 7. (a) p=-270,5 Pa e (b) p=-291,3 Pa 8. F=45780 N (por metro de largura) 9. h=8,66 m 10. F= N, yp=13,32 m, xp=xg 11. F= N, x=2,8356 m (a direita do centro), y=2,8813 m (abaixo do centro) ,1 N/m h=0,004167a > 0 (estável), h=-0,0611a < 0 (instável) 14. GM=-0,0777 m (instável) 15. FB = 78 kn 16. (a) h=0,15 m, (b) p= Pa, (c) FV=8155 kn