Qual dos seguintes grupos adimensionais é frequentemente utilizado para descrever a relação entre forças inerciais e forças viscosas em escoamentos de fluidos?
(a) Número de Reynolds.
b) Número de Mach.
c) Número de Prandtl.
d) Número de Froude.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pergunta qual desses números adimensionais é usado para mostrar a relação entre forças inerciais e forças viscosas em fluxos de fluidos. A matéria aqui é dinâmica de fluidos, e vamos precisar entender o que são forças inerciais e viscosas, além de conhecer alguns números adimensionais usados na área.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre forças inerciais e forças viscosas. As forças inerciais estão relacionadas ao movimento do fluido, ou seja, como a massa do fluido se comporta quando está em movimento. Já as forças viscosas têm a ver com a resistência interna do fluido ao escoamento, basicamente como o fluido “se atrasa” ou resiste ao movimento.

Passo 3

Agora, para relacionar essas duas forças, usamos números adimensionais, que são sem unidades e ajudam a simplificar problemas de engenharia e física. O número que relaciona as forças inerciais com as viscosas é o Número de Reynolds. Ele nos diz se o fluxo será mais turbulento ou laminar, dependendo se as forças inerciais predominam sobre as viscosas ou vice-versa.
A fórmula do Número de Reynolds é:
Onde:
  • é a densidade do fluido,
  • é a velocidade do fluxo,
  • é uma dimensão característica (como o diâmetro de um tubo),
  • é a viscosidade dinâmica do fluido.

Resposta

(a) Número de Reynolds.

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Se a tensão máxima que as cordas suportam é de 450 N , determine a maior força de sustentação que o balão pode ter.
(Hb. 3-49)
Por que a equação da quantidade de movimento deve ser integrada sobre o volume de controle em vez de ser considerada apenas em um ponto específico no escoamento?
a) Para obter uma descrição precisa das forças viscosas.
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d) A formulação diferencial é mais simples de resolver numericamente.
Se a haste de 20 mm de diâmetro for feita de aço A-36 e a rigidez da mola é , determine deslocamento da extremidade A quando a força de 60 kN é aplicada. R.: