Em um fluxo instável, qual das seguintes afirmações é verdadeira?
(a) As variáveis do campo de fluxo são constantes em um determinado ponto
(b) As variáveis do campo de fluxo mudam com o tempo em um determinado ponto
© Linhas de trajetória e linhas de corrente são sempre as mesmas
(d) A densidade é sempre constante
(a) As variáveis do campo de fluxo são constantes em um determinado ponto
(b) As variáveis do campo de fluxo mudam com o tempo em um determinado ponto
© Linhas de trajetória e linhas de corrente são sempre as mesmas
(d) A densidade é sempre constante
Passo 1
Então, a gente tem uma questão sobre fluxo instável, certo? Basicamente, o exercício tá perguntando qual das alternativas sobre esse tipo de fluxo é verdadeira. Pra resolver isso, a gente precisa entender o que é fluxo instável e como as variáveis do fluxo se comportam nesse tipo de situação.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre o que é fluxo instável. Em termodinâmica e mecânica dos fluidos, um fluxo é considerado instável (ou não estacionário) quando as propriedades do fluido, como velocidade, pressão e densidade, mudam ao longo do tempo em um ponto fixo no espaço.
Passo 3
Vamos analisar cada alternativa:
(a) As variáveis do campo de fluxo são constantes em um determinado ponto
- Isso está descrevendo um fluxo estacionário, onde as variáveis não mudam com o tempo. Como a questão fala de fluxo instável, essa opção é falsa.
(b) As variáveis do campo de fluxo mudam com o tempo em um determinado ponto
- Exatamente isso define um fluxo instável. As propriedades do fluido variam ao longo do tempo em um ponto fixo. Essa opção é verdadeira.
© Linhas de trajetória e linhas de corrente são sempre as mesmas
- Linhas de trajetória mostram o caminho de uma partícula de fluido, enquanto linhas de corrente mostram a direção do fluxo em cada ponto no espaço. Elas só são iguais em fluxos estacionários. Em fluxos instáveis, elas podem ser diferentes. Então, essa opção é falsa.
(d) A densidade é sempre constante
- Isso só é verdade para fluxos incompressíveis, que não necessariamente precisam ser estáveis ou instáveis. Em fluxo instável, a densidade pode variar com o tempo. Portanto, essa opção é falsa.
Resposta
A alternativa (b) As variáveis do campo de fluxo mudam com o tempo em um determinado ponto é a verdadeira.