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Professor: Ednaldo de SantanaCurso: Construção Naval
FLUIDOS
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• Mecânica dos Fluidos: Ciência que trata docomportamento dos fluidos em repouso e em movimento.Estuda o transporte de quantidade de movimento nosfluidos.
• Exemplos de aplicações:
– O estudo do comportamento de um furacão;
– O fluxo de água através de um canal; – As ondas de pressão produzidas na explosão de umabomba;
– As características aerodinâmicas de um avião ;
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Por que estudar Mecânica dos Fluidos?O projeto de todos os meios de transporte requer aaplicação dos princípios de Mecânica dos Fluidos.Exemplos:
– Pistas inclinadas e verticais para decolagem – Cascos de barcos e navios
– Projetos de submarinos e automóveis
– Sistemas de propulsão para vôos espaciais;
– Projeto de todos os tipos de máquinas de fluxoincluindo bombas, separadores, compressores eturbinas;
– Lubrificação;
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Quais as diferenças fundamentais entrefluido e sólido?
• Fluido é mole e
deformável
• Sólido é duro e muitopouco deformável
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Passando para uma linguagem científica:
• A diferença fundamental entre sólido e fluido estárelacionada com a estrutura molecular:
– Sólido: as moléculas sofrem forte força de atração(estão muito próximas umas das outras) e é isto quegarante que o sólido tem um formato próprio;
– Fluido: apresenta as moléculas com um certo grau deliberdade de movimento (força de atração pequena) enão apresentam um formato próprio.
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Fluidos:Líquidos e Gases
Líquidos:
- Assumem a forma dos recipientes que os contém;- Apresentam um volume próprio (constante);- Podem apresentar uma superfície livre;
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Gases e vapores:
- Apresentam forças de atração intermolecularesdesprezíveis;
- Não apresentam nem um formato próprio e nem umvolume próprio;- Ocupam todo o volume do recipiente que os contém.
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Fluidos x Sólidos A principal distinção entre sólido e fluido, é pelocomportamento que apresentam em face às forçasexternas.
Por exemplo, se uma forçade compressão fosse usadapara distinguir um sólido deum fluido, este último seriainicialmente comprimido, e a
partir de um certo ponto elese comportaria exatamentecomo se fosse um sólido,isto é, seria incompressível.
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Propriedades dos Fluidos
Algumas propriedades são fundamentais para a análisede um fluido e representam a base para o estudo damecânica dos fluidos, essas propriedades sãoespecíficas para cada tipo de substância avaliada e sãomuito importantes para uma correta avaliação dosproblemas comumente encontrados na indústria. Dentre
essas propriedades podem-se citar: a massa específica,o peso específico e o peso específico relativo.
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Propriedades dos fluidos
•Massa específica -
- É a razão entre a massa do fluido e o volume que contémessa massa (pode ser denominada de densidade absoluta)
Sistema SI............................Kg/m3
V
m
volume
massa
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• Peso específico -
- É a razão entre o peso de um dado fluido e o volume que o
contém;- O peso específico de uma substância é o seu peso por unidade de volume;
Sistema SI............................N/m3
V P
volume peso
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• Relação entre peso específico e massaespecífica
gV
gm
V
P
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• Volume Específico - Vs
Vs= 1/ =V/m- É definido como o volume ocupado pela unidadede massa de uma substância, ou seja, é o inverso
da massa específica
Sistema SI............................m3/Kg
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O teorema de Stevin também é conhecido por teoremafundamental da hidrostática e sua definição é de grandeimportância para a determinação da pressão atuante emqualquer ponto de uma coluna de líquido.
O teorema de Stevin diz que “A diferença de pressãoentre dois pontos de um fluido em repouso é igual aoproduto do peso específico do fluido pela diferença decota entre os dois pontos avaliados”, matematicamente
essa relação pode ser escrita do seguinte modo:
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Exercício
Um reservatório aberto em sua superfície possui 8m
de profundidade e contém água, determine a pressãohidrostática no fundo do mesmo.
Dados: H2O = 10000N/m³, g = 10m/s².
P = × g × h P = × h
P =10000 ×8
P = 80000 Pa
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ExercícioSabendo-se que 1500kg de massa de uma determinadasubstância ocupa um volume de 2m³, determine a massaespecífica, o peso específico e o peso específico relativo
dessa substância.Dados: H2O = 10000N/m³, g = 10m/s².
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Um reservatório cilíndrico possui diâmetro de base igual a2m e altura de 4m, sabendo-se que o mesmo estátotalmente preenchido com gasolina, determine a massade gasolina presente no reservatório.
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Na figura apresentada a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 80cm² e 20cm² respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos econsidere o sistema em equilíbrio estático. Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A é igual a 100kg, determine a massa do corpo colocado em B.
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Resolução:
a) Encontrar o Peso. P = mg
b) Determinar o valor do Empuxo. E = dáguaVobjetog
c) Achar o Peso aparente.Paparente = P – E = 100 – 20 = 80N
d) Determinar se o corpo afundará ou não.
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Obrigado!
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