Questões de Concurso Sobre estática dos fluidos em engenharia mecânica

Atente à seguinte figura, onde se representa um tubo em "U" que atua como um sifão de água.
Fonte: Introduction to Fluid Mechanics / Fox and McDonald's - 8th Ed.
Observe que a curva do tubo fica a 2 m acima da superfície da água de um reservatório de grande capacidade, e a saída do tubo fica a 10 m abaixo da curva. A água sai na extremidade do sifão como um jato livre à pressão atmosférica. Considerando a água como um fluido incompressível, e um fluxo sem atrito e em regime permanente, pode-se afirmar corretamente que a velocidade do jato de água ao sair do tubo é

Em um projeto de tubulações industriais, geralmente aparecem os seguintes tipos de desenhos de tubulações:

I. Fluxogramas – os fluxogramas são desenhos esquemáticos, sem escala, que mostram todo um sistema constituído por diversos vasos, equipamentos e instrumentos, e a respectiva rede de tubulações a eles ligada. Os fluxogramas têm apenas a finalidade de mostrar o funcionamento do sistema, não se destinando a nenhum efeito de fabricação, construção ou montagem.

II. Plantas de tubulação – as plantas de tubulação são desenhos feitos em escala, contendo todas as tubulações de uma determinada área, representadas em projeção horizontal, olhando-se de cima para baixo.

III. Desenhos isométricos – os isométricos são desenhos feitos em perspectiva isométrica, sem escala; faz-se geralmente um desenho para cada tubulação individual ou para duas ou três tubulações próximas que sejam interligadas. No caso de uma tubulação muito longa, pode ser necessário subdividir a tubulação em vários desenhos isométricos sucessivos. Nunca se devem figurar, em um mesmo desenho isométrico, duas tubulações de áreas diferentes.

IV. Desenhos de tubulação – um projeto de tubulação industrial inclui: desenhos de detalhes típicos, desenhos de fabricação, desenhos de instalações subterrâneas, desenhos de suportes, desenhos de locação dos suportes e de cargas sobre os suportes etc.

Marque a alternativa correta.

Analise as afirmativas abaixo referentes à classificação das tubulações industriais internas.

I. Tubulação de processo – tubulação de fluido ou de fluidos que constitui a finalidade básica da empresa, sua atividade principal são o processamento, a armazenagem ou a distribuição de fluidos.

II. Tubulação de utilidades – tubulação de fluidos auxiliares e/ou tubulação geral.

III. Tubulação de instrumentação – tubulação não projetada para transportar fluidos, mas sim para transmissão de sinais para as válvulas de controle e instrumentos automáticos.

IV. Tubulação de transmissão hidráulica – tubulação de líquido sob pressão para comandos e servomecanismos hidráulicos, não se destina ao transporte de fluido.

V. Tubulação de drenagem – tubulação encarregada de coletar e conduzir, ao destino conveniente, os diversos efluentes fluidos e sólidos de uma instalação industrial.

De acordo com os dados acima, pode-se afirmar que:

Após a leitura do enunciado apresentado a seguir, identifique a afirmação correta:
O ensaio de pressão com água, que demonstra que um tubo ou um sistema de tubulação possui resistência mecânica compatível com suas especificações ou suas condições operacionais, é chamado de:

Uma mergulhadora se encontra a 5 m de profundidade no oceano.

(Considere: ρ_água = 997 kg/m³ ; g = 9,81 m/s; P_atm = 101325 Pa.)

Qual é a pressão absoluta que atua no corpo dessa mergulhadora?

Um sistema de controle de nível de reservatório utiliza uma boia esférica de raio “R” de material muito leve e delgado, (portanto, seu peso deve ser desprezado) que aciona via haste a ligação de uma bomba que recalca o fluido para outro reservatório quando a boia está com a sua porção submersa como na figura a seguir. 
                      
Calcule a distância Y desde o centro de empuxo (centro de carena) da boia Y_ce até o plano do espelho d’água. Considere: área do segmento circular . Ordenada do centro de gravidade do segmento circular:
•  relativo ao centro da esfera;
• π = 3,140; (3)^1/2 = 1,732; R = 100 mm; θ = 120°; sen(120°) = sen(60°) = 0,866; e, 
• γ_fluido > γ_{material da bóia}, onde γ é o peso específico.
(Arredondar o resultado da resposta para o inteiro mais próximo. Cálculos com 03 decimais.) De acordo com as informações apresentadas, assinale a alternativa com o valor correto de Y[mm].

Imagine a seguinte situação: um metro cúbico de ar está contido em um tanque rígido e bem isolado termicamente. O tanque tem uma hélice que transfere energia para o ar, numa taxa constante de 4W durante 20 minutos. A densidade inicial do ar é de 1,2 kg/m³ . Considerando que as variações de energia cinética e potencial podem ser desprezadas, determine, respectivamente, o volume específico no estado final e a variação da energia interna específica do ar.

Um manômetro de mercúrio é utilizado para medir a pressão no recipiente mostrado na figura a seguir. Sabendo que o mercúrio apresenta massa específica igual a 13,590 g/cm³ e diferença entre as alturas das colunas de 2,4 dm, determine a pressão relativa aproximada do recipiente no sistema internacional de unidades. Considere a pressão atmosférica de aproximadamente 100 kPa, a área da seção transversal do tubo transparente igual a 2 cm² e a aceleração da gravidade de 9,81 m/s² .

Fonte: Adaptado de VAN W. GORDON; Fundamentos da Tarmodinâmica Clássica. Edgard Blucher, 2006.

A figura a seguir mostra, de forma esquemática, o funcionamento de uma prensa hidráulica. Os dois êmbolos têm, respectivamente, as áreas A₁ = 10 cm² e A₂ = 100 cm² . Se for aplicada uma força de 100 N no êmbolo 1, qual será a força transmitida no êmbolo 2?

Três tanques cilíndricos serão colocados sobre uma mesma base civil, conforme a figura a seguir. Essa base deve suportar a carga de pressão gerada pelo peso dos tanques. As características dos tanques estão especificadas na seguinte tabela. Qual deverá ser a resistência mínima à compressão uniforme da base?

A figura a seguir apresenta um bloco de madeira com densidade igual a 0,80.

Dimensões em metros.

Colocando-se esse prisma em um recipiente cheio de água e com dimensões muito maiores que as do bloco, ele flutuará em equilíbrio

Considere um reservatório que contém um líquido em seu interior a um determinado nível relativamente à base.

A determinação da pressão manométrica exercida pelo líquido na base do reservatório depende da massa específica do fluido, da aceleração da gravidade local e da(o)

Na mecânica dos fluidos têm-se alguns conceitos fundamentais. Referente a esses conceitos, assinale a alternativa correta.

O Princípio de Pascal é uma grande contribuição prática nas aplicações em mecânica dos fluidos. No seu enunciado verifica-se que, quando:

Considerando-se a pressão atmosférica e o Barômetro de Torricelli, verifica-se que a altura da coluna de água é maior que a de mercúrio, pois a densidade da primeira é da ordem:

A pressão de um ponto de um fluido estático: