1 PrimeiraLista

Primeira Lista de Exercícios – EM 461
DATA DE ENTREGA: 20/03/2014
1. A distribuição de velocidade para o escoamento laminar entre placas paralelas é dada por:

onde h é a distância entre as placas e a origem é colocada na metade da distância entre elas. Considere um escoamento de água a 15 C, com umax = 0,05 m/s e h = 5 mm. Calcule a força sobre uma seção de 0,3 m2 da placa inferior e forneça a sua direção.

2. Duas superfícies horizontais paralelas e infinitas estão separadas por uma película de óleo SAE 10W a T = 10C que tem espessura d = 0,0144 in. A superfície superior move-se com velocidade V. A inferior permanece estacionária e contém uma placa montada sobre molas de área A = 0,725 ft/s. A força horizontal na placa é F = 0,155 lbf. Calcule a velocidade da placa superior.

3. Um pequeno trenó de fundo chato apoia-se em uma película de ar com espessura h = 0,00135 in e a área de contato de A = 12,5 in2. Num dado instante, a velocidade do trenó é V = 6,25 ft/s. Determine a força que se opõe ao movimento do trenó nesse instante.

4. Petróleo bruto, com densidade relativa de 0,85 e viscosidade µ = 2,15 X 10-3 lbf-s/ft2, escoa permanentemente numa superfície inclinada de  = 30 graus abaixo da horizontal, numa película de espessura h = 0,125 in. O perfil de velocidade é dado por

A coordenada x fica ao longo da superfície e y é normal a ela. Trace o perfil de velocidade e determine a magnitude e a direção da tensão de cisalhamento que atua na superfície.

5. Um bloco de massa M desliza numa fina película de óleo. A espessura desta é h, e a área do bloco, A. Quando solta, a massa m exerce tração na corda causando a aceleração do bloco. Despreze o atrito na polia e a resistência do ar. Desenvolva uma expressão algébrica para a força viscosa que atuando sobre o bloco quando ele se move à velocidade V. Deduza uma equação diferencial para a velocidade do bloco em função do tempo. Obtenha uma expressão algébrica para a velocidade máxima do bloco.

6. O jogo de air