5a. Explique por que, mesmo não havendo diferença de pressão, existe deslocamento do fluido entre as placas.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A pergunta é sobre por que o fluido se move entre duas placas mesmo quando não há diferença de pressão. Isso está relacionado à mecânica dos fluidos, mais especificamente ao fluxo viscoso. Para resolver isso, vamos precisar entender como a viscosidade do fluido e o movimento das placas influenciam o deslocamento do fluido.
Passo 2
Primeiro, é importante saber que viscosidade é uma propriedade dos fluidos que mede a resistência ao fluxo. Imagine a viscosidade como a “grosseria” do fluido; quanto mais viscoso, mais difícil é para ele fluir.
Passo 3
Agora, mesmo sem uma diferença de pressão para empurrar o fluido de um lado para o outro, se uma das placas está se movendo em relação à outra, essa movimentação aplica uma força sobre o fluido. Essa força é transmitida através das camadas do fluido devido à sua viscosidade.
Passo 4
Essa transmissão de força cria o que chamamos de tensão de cisalhamento. A tensão de cisalhamento é a força que faz as camadas do fluido deslizarem umas sobre as outras. Matematicamente, podemos representar isso como:
onde:
-
é a tensão de cisalhamento, -
é a viscosidade do fluido, -
é o gradiente de velocidade entre as camadas do fluido.
Passo 5
Então, o que acontece é que a placa em movimento “puxa” as camadas de fluido próximas a ela devido à viscosidade. Isso cria um perfil de velocidade através do fluido, resultando no deslocamento do fluido mesmo sem qualquer diferença de pressão para forçá-lo a se mover.
Resposta
Mesmo sem diferença de pressão, o fluido se desloca entre as placas porque a movimentação relativa das placas gera forças viscosas que promovem o fluxo através do cisalhamento das camadas do fluido.