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14 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos

Objetivos da segunda aula da unidade 1:

Evocar os conceitos do MRUV (movimento retilíneo uniformemente variado), do MRU (movimento retilíneo uniforme) e a decomposição de forças.

Introduzir o conceito de força de resistência viscosa.

Evocar os conceitos do MCV (movimento circular variado) e MCU (movimento circular uniforme).

Introduzir o conceito de fluido e do fluido com meio lubrificante.

Mencionar o cálculo da força de resistência viscosa e da tensão de cisalhamento.

Apresentar o princípio de aderência.

Mostrar o cálculo do gradiente de velocidade para um escoamento laminar.

Mostrar a variação do gradiente de velocidade em função de y.

Propor como tarefa a elaboração de uma síntese dessa aula.

Lembre-se que um problema só será resolvido se soubermos enunciá-lo, portanto comece a treinar a elaboração de questões ligadas a um certo tema que esteja

15 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos estudando, já que a busca por suas respostas torna-se um dos métodos mais eficientes para o seu aprendizado.

Não podemos ainda esquecer que:

Quem sabe faz, quem não sabe aprende.

É com este espírito que desenvolverei o curso básico de Mecânica dos Fluidos.

O objetivo inicial da unidade 1 é evocar os conceitos de Física que são pré-requisitos para o seu desenvolvimento e mostrar o porque e para que desenvolver esta unidade.

Evoco um movimento retilíneo uniformemente variado (MRUV) através do exemplo esquematizado pela figura 1, onde considero os seguintes dados:

α - ângulo de inclinação G1 - peso do corpo 1

Figura 1

Por se tratar de um MRUV, podemos afirmar que existe uma força resultante (R), que apresenta a mesma direção e sentido do movimento cuja intensidade pode ser obtida pela equação 1:

16 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos 16 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos

17 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos

R = G1t - Fat Equação 1 onde G1t - é a componente tangencial de G1

Fat - é à força de atrito sólido x sólido, que é sempre contrária ao movimento

A figura 2, tem como objetivo evocar a decomposição da força peso, onde ao considerar, tanto o triângulo I como o triângulo I, sabe-se que a soma dos seus ângulos internos é igual a 180º .

Lembre também que retas paralelas ao interceptarem uma mesma reta, formam com esta um mesmo ângulo.

Figura 2 Considerando o triângulo I e evocando os conceitos de seno e co-seno, podemos escrever que:

sen α = 11tG

e cos α =

G 11NG

Saliento que a componente normal é neutralizada pelo plano de apoio.

Para o nosso curso, preenchemos o espaço anular entre o corpo 1 e o plano de apoio com um fluido lubrificante, que inicialmente tem como finalidade eliminar o atrito sólido x sólido e em seguida transformar o movimento retilíneo uniformemente variado em movimento retilíneo uniforme (MU), o que equivale a dizer que a força resultante (R) será neutralizada por uma força de mesma intensidade, mesma direção, porém sentido contrário, que é denominada de força de resistência viscosa (Fµ ).

N r atF r

1TG r

1NGr 1Gr

18 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos Esta nova situação é representada pela figura 3:

Figura 3 Através dela, podemos escrever a equação 2:

Fµ = G1 senα Equação 2

onde:Fµ - é a força de resistência viscosa

G1 senα - é a força resultante O que foi apresentado até o momento vale para o movimento retilíneo.

1TGr α µF r

19 Curso Básico de Mecânica dos Fluidos É só este tipo de movimento que interessa para o curso?

Não, a tal ponto que passamos a evocar os conceitos de um movimento circular variado, que é representado pela figura 4:

Figura 4

A rotação (n) não é constante e é originada por um torque (momento motor), cuja intensidade pode ser calculada pela equação 3:

Mm =

DeT×=× Equação 3

Preenchendo o espaço anular entre o cilindro e o mancal com um óleo lubrificante adequado, pode-se neutralizar o momento motor através de um momento resistente viscoso

(MRµ) que é originado pela força de resistência viscosa (Fµ), veja figura 5.

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Figura 5

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