MECÂNICA DOS FLUIDOS
1. PROPRIEDADES DOS FLUIDOS
Viscosidade dinâmica (m):
Resistência do fluido à deformação por cisalhamento.
Unidade: Pa·s = kg/(m·s).
Viscosidade cinemática (v): v = u / p [m²/s]
Lei de Newton da viscosidade (tensão cisalhante):
t = m × (V / e)
V = velocidade relativa entre as placas | e = distância entre
elas
Fluido newtoniano:
Viscosidade constante, independe da taxa de cisalhamento
(água, ar, óleos minerais). Relação t × (dV/dy) é
linear.
Fluido não-newtoniano:
Viscosidade varia com a taxa de cisalhamento (ketchup,
sangue, tinta). Tixotropia: viscosidade varia com o
tempo de aplicação da tensão.
n CEBRASPE inverte a definição: 'fluido newtoniano tem
viscosidade variável com a taxa de cisalhamento'
® ERRADO. Viscosidade variável = não-newtoniano.
Módulo de elasticidade volumétrico (K):
K = DP / (Dr/r)
Mede resistência à compressão. Quanto maior K, menos
compressível. Água: K » 2,1 GPa (praticamente
incompressível).
n CEBRASPE/FUB-2015 | Fenômenos de Transporte
Fluidos newtonianos, os mais e os menos viscosos, são
caracterizados por apresentarem viscosidade variante
com o tempo e com a força aplicada.
n Gabarito: ERRADO
n Por que cai aqui: Define diretamente o conceito de fluido
newtoniano vs. não-newtoniano — o ponto mais cobrado do
tópico.
n CEBRASPE/PF-2014 | Hidrostática
Considere que duas placas estejam separadas por uma
camada de 5 mm de óleo com densidade relativa 0,80 e
viscosidade cinemática 1,25×10nn m²/s. Nesse caso, se uma
placa está estacionária e a outra se move a uma
velocidade de 4 m/s, então a tensão cisalhante média no óleo
é igual a 80 Pa.
n Gabarito: CERTO [m = n×r = 1,25×10nn×800 = 0,1 Pa·s | t
= 0,1×(4/0,005) = 80 Pa]
n Por que cai aqui: Aplica diretamente t = m(V/e) com
conversão obrigatória n®m. Erro clássico: esquecer de
multiplicar por r.
2. HIDROSTÁTICA
Lei de Stevin — variação de pressão com a
profundidade: DP = r g Dh [Pa]
Variação linear com a profundidade — válida somente para r =
constante (fluido incompressível).
Pa = Pb
Pressões: absoluta, manométrica e de vácuo:
Pabs = Patm + Pman | Pman pode ser negativa quando Pabs <
Patm (pressão de vácuo).
Conversões essenciais de pressão:
1 atm = 101,325 kPa » 760 mmHg » 10,33 mca
1 mmHg = 133,3 Pa | Pa ® mca: ÷ (rg) = ÷ 9.810 (ou ÷ 10.000
com g = 10)
Força hidrostática resultante sobre superfície plana submersa:
F_R = r g hn A = P_C × A
hn = profundidade do centroide da superfície | A = área da
superfície.
Centro de pressão:
Ponto de aplicação de F_R. Sempre abaixo do centroide em
superfícies inclinadas/verticais. Coincide com o
centroide somente em superfície horizontal (pressão
uniforme).
n 'A força resultante passa pelo centroide geométrico' ®
ERRADO. Passa pelo centro de pressão, que está abaixo do
centroide.
Princípio de Pascal:
Pressão aplicada em ponto de fluido confinado transmite-se
igualmente em todas as direções.
F1/A1 = F2/A2 (macaco hidráulico)
Vasos comunicantes:
Mesmo fluido em repouso: mesma altura, independente do
formato. Fluidos diferentes: alturas inversamente
proporcionais às densidades. No vaso com óleo (r menor), a
coluna é mais alta que a de água.
n CEBRASPE | Hidrostática (Banco CESPE do projeto)
No cálculo da força resultante sobre uma superfície plana
submersa, a linha de ação da força sempre passa pelo
centroide geométrico da superfície.
n Gabarito: ERRADO [passa pelo centro de pressão, sempre
abaixo do centroide]
n Por que cai aqui: Definição de centro de pressão — o erro
mais frequente da banca neste tópico.
n CESGRANRIO/Petrobras-2018 | Hidrostática
Os princípios da hidrostática NÃO se constata que a(o): (C)
pressão manométrica é medida a partir da pressão absoluta e
seu valor tanto pode ser negativo quanto positivo.
n Gabarito: C — afirmação INCORRETA conforme o enunciado
[P_man = P_abs - P_atm e pode ser negativa]
n Por que cai aqui: Pressão manométrica negativa (vácuo
parcial) — conceito frequentemente confundido com 'sempre
positiva'.
