Um fluido está fluindo entre duas placas paralelas, com a placa superior se movendo a
inferior em repouso. A distância entre as placas é
e a viscosidade dinâmica do fluido é 0,1 Pa
s. Calcule a tensão de cisalhamento no fluido.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem um fluido se movendo entre duas placas paralelas. A placa de cima está se movendo a 0,5 m/s, e a de baixo está parada. A distância entre as placas é de 0,02 m e a viscosidade dinâmica do fluido é 0,1 Pa·s. Nosso objetivo aqui é calcular a tensão de cisalhamento no fluido. Para isso, vamos precisar entender como a viscosidade e a velocidade das placas influenciam nessa tensão.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar da fórmula que relaciona a tensão de cisalhamento (
) com a viscosidade dinâmica (
) e o gradiente de velocidade (
) no fluido. Essa relação é dada por:
Aqui,
representa como a velocidade do fluido muda com relação à distância perpendicular às placas.
Passo 3
No caso das placas paralelas, a velocidade do fluido muda de 0 m/s na placa inferior para 0,5 m/s na placa superior, ao longo da distância de 0,02 m. Isso significa que o gradiente de velocidade (
) é constante e pode ser calculado assim:
Passo 4
Agora que temos o gradiente de velocidade, podemos calcular a tensão de cisalhamento usando a fórmula que mencionamos no Passo 2:
Resposta
A tensão de cisalhamento no fluido é de 2,5 Pa.
Exercícios relacionados
Um óleo de viscosidade
flui entre duas superfícies planas distantes
uma da outra. A velocidade da superfície superior é
. Determine a tensão de cisalhamento no fluido.
Qual das alternativas abaixo melhor descreve a tensão de cisalhamento?
a) Força perpendicular à superfície do fluido
b) Força paralela à superfície do fluido
c) Diferença de pressão entre duas superfícies
d) Taxa de deformação volumétrica
a) Força perpendicular à superfície do fluido
b) Força paralela à superfície do fluido
c) Diferença de pressão entre duas superfícies
d) Taxa de deformação volumétrica
Um fluido escoa em uma tubulação horizontal e sua aceleração absoluta em um ponto é de 2
. Sabendo que a aceleração específica cinemática é de
, calcule a aceleração relativa ao fluido.
Um tanque contém óleo com densidade de
. Qual é a pressão exercida no fundo do tanque, que tem 2 metros de altura?