Questões de Engenharia Mecânica

A figura abaixo representa uma barragem. A comporta é formada pelo quarto de uma casca de cilindro, de raio H=50m. A altura da barragem também é H. A largura da comporta (na direção normal ao papel) é 100m.

Considere que a massa específica da água é 1000 kg/m³ e a aceleração da gravidade é 10 m/s ² . O momento na articulação da comporta é:

• A.

  0 kN.m

• B.

  500 kN.m

• C.

  1250 MN.m

• D.

  31500 MN.m

• E.

  63000 MN.m

Ao se analisar quantitativamente um problema de mecânica dos fluidos, é necessário utilizar algumas das seguintes leis: conservação da massa, conservação da energia, segunda lei da termodinâmica e a segunda lei do movimento de Newton. Adicionalmente a essas leis, também é necessário o uso de equações constitutivas, que não são gerais para todas as substâncias. Muito pelo contrário, são as equações constitutivas que caracterizam uma determinada substância estudada. Analise as afirmativas abaixo.

1. A "lei da viscosidade de Newton" é uma equação constitutiva.

2. A "lei de Fourier" é uma equação constitutiva

3. A "equação do gás perfeito" é uma equação constitutiva.

4. A "equação de Van der Waals" é uma equação constitutiva.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.

• B.

  Apenas as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.

• C.

  Apenas as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.

• D.

  Apenas as afirmativas s 2 e 4 são verdadeiras.

• E.

  As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são falsas.

Deseja-se determinar o coeficiente de sustentação de uma nova aeronave que irá operar a uma velocidade de 800 km/h. Para tanto, o coeficiente será determinado experimentalmente em um modelo reduzido (escala 1:5) imerso em uma corrente de água. A viscosidade cinemática da água é 20 vezes inferior à viscosidade cinemática do ar. Qual deve ser a velocidade da corrente de água?

• A.

  40 km/h

• B.

  80 km/h

• C.

  160 km/h

• D.

  200 km/h.

• E.

  800 km/h

Considere duas tubulações retas horizontais, ambas de seção circular uniforme, nas quais o escoamento é laminar. O mesmo fluido escoa nas duas tubulações. As duas tubulações têm o mesmo comprimento e a mesma vazão volumétrica. Se a tubulação A tem um diâmetro duas vezes maior que o diâmetro da tubulação B, pode-se afirmar que a queda de pressão na tubulação A é:

• A.

  2 vezes maior que na tubulação B.

• B.

  2 vezes menor que na tubulação B.

• C.

  16 vezes maior que na tubulação B

• D.

  16 vezes menor que na tubulação B.

• E.

  32 vezes maior que na tubulação B.

A figura abaixo representa um bocal convergente-divergente no qual há um escoamento isoentrópico de ar. O número de Mach tem valor unitário na seção "e". A pressão na seção de saída é menor que a pressão na seção "e".

Em relação a este bocal, analise as seguintes afirmativas sobre o comportamento do ar conforme este se desloca da esquerda para a direita:

1. Na seção convergente, a velocidade aumenta.

2. Na seção convergente, a pressão aumenta.

3. Na seção divergente, a velocidade aumenta.

4. Na seção divergente, a pressão aumenta.

Assinale a alternativa correta:

• A.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1 e 3.

• B.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1 e 4.

• C.

  São verdadeiras apenas as afirmativas 1, 3 e 4.

• D.

  São verdadeiras as afirmativas 1, 2, 3 e 4.

• E.

  Apenas a afirmativa 1 é verdadeira.

A figura abaixo representa o processo de transferência de calor para uma edificação. A energia solar (Q₁) incidente sobre o solo provoca o seu aquecimento e, conseqüentemente, um movimento de ascensão do ar (distante da edificação) com velocidade V₁. Este movimento de ascensão causa uma zona de baixa pressão, o que origina um vento horizontal com velocidade V₂.

Quando se analisa o processo de transferência de calor entre o ambiente externo e a parede da edificação (volume de controle tracejado), é correto afirmar que os mecanismos de transferência de calor são:

• A.

  Condução e convecção natural.

• B.

  Condução e convecção forçada

• C.

  Radiação e convecção natural.

• D.

  Radiação e convecção forçada

• E.

  Condução e radiação.

Na figura abaixo, uma partícula esférica é mantida em suspensão por um fluxo de ar alimentado pela seção inferior da câmara. O ar, ao incidir sobre a partícula, está na temperatura Ta. A área da partícula é A, o coeficiente de transferência de calor convectivo é h, o coeficiente de Stefan- Boltzmann é σ e a emissividade da partícula é ε. Se a temperatura da partícula deve ser mantida a Tp (maior que Ta), a temperatura Ts da superfície da câmara deve ser:

• A.

  

• B.

  

• C.

  

• D.

  

• E.

  

A figura abaixo representa um trocador de calor de tubos concêntricos de escoamento paralelo. Uma vazão mássica m₁ de fluido quente (calor específico constante cp₁) entra no tubo interno do trocador de calor com temperatura T₁ e sai com temperatura T₂. No tubo externo, uma vazão mássica m₃ de fluido frio (calor específico constante cp₃) entra no trocador de calor com temperatura T₃ e sai com temperatura T₄. A área de troca de calor é A e o coeficiente global de transferência de calor é U. Considere as várias equações propostas para o cálculo da taxa de transferência de calor Q:

Assinale a alternativa correta:

• A.

  Apenas a afirmativa 3 é verdadeira.

• B.

  Apenas as afirmativas 1 e 4 são verdadeiras.

• C.

  Apenas as afirmativas 2 e 5 são verdadeiras. >

• D.

  Apenas as afirmativas 1, 3 e 4 são verdadeiras.

• E.

  As afirmativas 1, 2, 3, 4 e 5 são verdadeiras.

Uma barra de alumínio (módulo de elasticidade 72 GPa), quando não solicitada, tem 1m de comprimento e 10mm de diâmetro. Quando esta barra é tracionada axialmente com uma força de 5,6 kN, o seu comprimento passa a ser:

• A.

  1001 mm

• B.

  1010 mm

• C.

  1016 mm

• D.

  1020 mm

• E.

  1021 mm

O tarugo metálico em forma de paralelepípedo representado na figura abaixo (módulo de elasticidade igual a 100 GPa e coeficiente de Poisson igual a 0,25) tem as dimensões 10x1x1 cm quando não solicitado.

Quando submetido a uma carga axial de 100 KN, as novas dimensões do tarugo serão:

• A.

  10,0 x 0,9900 x 0,9900 cm

• B.

  10,0 x 0,9975 x 0,9975 cm

• C.

  10,1 x 1,0000 x 1,0000 cm

• D.

  10,1 x 0,9975 x 0,9975 cm

• E.

  10,1 x 0,9900 x 0,9900 cm