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:
tau = mu dudy
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.

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