Gabarito TE-3 - Mecânica dos Fluidos - 2012-2

1. 1) Uma paraquedista cai em queda livre. Sabendo que seu peso é de 80 kgf, sua área frontal é 0,5 [m2] e seu coeficiente de arrato é 2, calcule sua velocidade. 2) Um avião pequeno apresenta área de asa e peso iguais a 30 [m2] e 10.000 [N], respectivamente. Sabendo que os coeficientes de arrasto e de sustentação valem 0,05 e 0,4, determine a potência necessária para que o avião voe nivelado. Lembre-se que potência é Força vezes velocidade. Gabarito TE-3 - Mecânica dos Fluidos - 2012-2 3) Para pré-dimensionar um barco necessita-se saber a força de arrasto devido ao atrito como se fosse uma placa plana em movimento na água. Sabendo que o barco tem aproximadamente de 5 x 5 [m] de área de contacto com a água, calcule a força de arrasto para uma velocidade do barco igual a 3 [m/s]. Considere a viscosidade cinemática da água igual a 1,6x10-6 [m2/s] e sua massa específica 1.000 [kg/m3]

2. 4) Um processo requer 0,1 m3/s de água a pressão de 2,1 [bar]. Esta água deve ser retirada de um tanque que apresenta pressão constante e igual a 4,1 [bar]. O comprimento da tubulação necessária é 100 [m] e ela deve ser construída com tubos de ferro galvanizado, cuja rugosidade absoluta e = 0,2 [mm]. Sabendo que serão necessárias seis curvas de 90 graus (K=1,5) e uma válvula de esfera aberta (K=0,05) ao longo da tubulação, determine o diâmetro interno da tubulação adequado para o abastecimento do processo. (1 [bar] = 105 [N/m2]

3. 5) Ar escoa na tubulação mostrada na figura. Determine a vazão admitindo que o escoamento de ar é incompressível com atrito e desprezando as perdas localizadas. Considere a viscosidade cinemática do ar igual a 1,5x10-5 [m2/s] e sua massa específica 1,2 [kg/m3]. (Lembrar que o coeficiente de energia cinética, a, é igual a 2 para escoamento laminar)