1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ESCOLA DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
QUARTO SEMESTRE – TECNOLOGIA
DISCIPLINA: MECÂNICA DOS FLUIDOS
Turmas 02 e 04
Prof. Douglas do Nascimento Silva
PRIMEIRA LISTA (Responder via SIGAA até as 22 horas do dia 16/02/2013)
1 – (Questão 1 da Lista em PDF) A distribuição de velocidade para o escoamento
laminar desenvolvido entre placas paralelas é dada por:
onde h é a distância separando as placas; a origem está situada na linha mediana entre
as placas. Considere um escoamento de água a 15 oC (viscosidade dinâmica = 10-3
N.s/m2), com umax = 0,50 m/s e h = 0,10 mm. Calcule a tensão de cisalhamento em módulo
na placa superior.
2 – (Questão 2 da Lista em PDF) Uma patinadora de estilo livre no gelo desliza sobre
patins a velocidade de V = 15 ft/s. O seu peso, 120 lbf, é suportado por uma fina película
de água fundida do gelo pela pressão da lâmina do patim. Admita que a lâmina tem
comprimento L=12 in e largura w=0,150 in, e que a película de água tem espessura
h=0,0000575 in. Considere que a viscosidade dinâmica é igual a 3,74x10-5 lbf.s/ft2 e
estime a desaceleração da patinadora que resulta do cisalhamento viscoso na película de
água, desprezando efeitos das extremidades do patim.
3 – (Questão 3 da Lista em PDF) Petróleo bruto com densidade relativa SG = 0,82 e
viscosidade dinâmica igual a 2,45x10 -3 lbf.s/ft2, escoa de forma permanente sobre uma
superfície inclinada de 30 graus para baixo em relação à horizontal, numa película de
espessura h = 0,215 in. O perfil de velocidade é dado pela equação apresentada abaixo. A
coordenada x está ao longo da superfície e “y” é normal a ela. Determine a magnitude e o
sentido da tensão de cisalhamento que atua sobre a superfície.
g  y2 
hy   sen
 
u=
 2
4 – (Questão 4 da Lista em PDF) Homer Simpson tomava seu banho, quando o
sabonete escorregou. Por curiosidade, o sabonete ficou estagnado sobre a sua barriga
que forma um ângulo de 450 com a horizontal. O sabonete tem massa 100 gramas e a
base de contato com a barriga tem área de dimensões 4 mm de largura por 7 mm de
comprimento. A película de fluido entre a barriga e o sabonete é de 1,0 mm e a velocidade
é representada pela função abaixo. Determine a viscosidade mínima [em Kg/(m.s)] para
que o sabonete permaneça em repouso.
u y  =
3 2 1
y  ln y
2 3

2. 5 - (Questão 5 da Lista em PDF) A distribuição de velocidade de um fluido newtoniano
num canal formado por duas placas paralelas e largas (conforme figura abaixo) é dada
[ ( )]
2
3V y
u= 1−
2 h
pela equação:
Onde V é a velocidade média. O fluido apresenta viscosidade dinâmica igual a 0,92
N.s/m2. Admitindo que V = 0,54 m/s e h = 4 mm determine os módulos de: (a) tensão de
cisalhamento na parede inferior do canal e (b) tensão de cisalhamento que atua no plano
central do canal.
6 – (Questão 6 da Lista em PDF) Um pistão, com diâmetro e comprimento
respectivamente iguais a 39,2 e 121,3 mm, escorrega dentro de um tubo vertical com
velocidade V. A superfície interna do tubo está lubrificada e a espessura do filme de óleo é
igual a 0,08 mm. Sabendo que a massa do pistão e a viscosidade do óleo são iguais a
0,512 Kg e 0,84 N.s/m2, estime a velocidade V do pistão. Admita que o perfil de
velocidade no filme de óleo é linear.
7 – (Questão 7 da Lista em PDF) A condição de não escorregamento é muito importante
na mecânica dos fluidos. Considere o escoamento mostrado na figura abaixo, onde duas
camadas de fluido são arrastadas pelo movimento da placa superior. Observe que a placa
inferior é imóvel. Determine a razão entre o valor da tensão de cisalhamento na superfície
da placa superior e a tensão de cisalhamento que atua na placa inferior do aparato.

3. 8 – (Questão 8 da Lista em PDF) O diâmetro e a altura do tanque cilíndrico mostrados na
figura abaixo são respectivamente iguais a 144 e 205 mm. Observe que o tanque desliza
vagarosamente sobre um filme de óleo que é suportado pelo plano inclinado. Admita que
a espessura do filme de óleo é constante e que a viscosidade dinâmica do óleo é 2,6
N.s/m2. Sabendo que a massa do tanque é igual a 2,14 Kg. Determine o ângulo de
inclinação do plano.
9 - (Questão 9 da Lista em PDF) O pistão da Figura tem uma massa de 0,5 kg. O cilindro
de comprimento ilimitado é puxado para cima com velocidade constante. O diâmetro do
cilindro é 20 cm e do pistão é 18 cm e entre os dois existe um óleo de viscosidade
cinemática 10-3 m2/s e γ = 9.000 N/m3. Com que velocidade deve subir o cilindro para que
o pistão permaneça em repouso? (diagrama linear e g = 10 m/s2).