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VISCOSIDADE DINÂMICA EM PLANO INCLINADO: EXERCÍCIO PRÁTICO
Neste exercício, analisamos uma placa quadrada de 1 metro de lado e peso de 20 N que desliza sobre um plano inclinado a 30º, com uma película de óleo entre a placa e o plano. A velocidade da placa é constante e igual a 2 m/s. O objetivo é determinar a viscosidade dinâmica do óleo, considerando que a espessura da película é de 2 mm (ou 2 × 10⁻³ m).
Utilizando os conceitos de tensão de cisalhamento (τ = μ × dv/dy) e decomposição de forças, determinamos que a força tangencial que age na placa é a componente do peso na direção do plano (Gx = G × sen 30º). Como não há aceleração, essa força é equilibrada pela força viscosa.
A tensão de cisalhamento é a força tangencial dividida pela área da placa (1 m × 1 m = 1 m²). Substituindo na equação da viscosidade:
μ = (τ × ε) / v = (G × sen 30º × ε) / (A × v)
Substituindo os valores:
μ = (20 N × sen 30º × 2 × 10⁻³ m) / (1 m² × 2 m/s)
μ = 0,01 Pa.s ou 1,0 × 10⁻² N.s/m²
Esse cálculo demonstra como aplicar corretamente a análise de forças e conceitos de viscosidade para determinar parâmetros importantes em sistemas reais.
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Micelli Camargo:
🎓 Formação Acadêmica
- Eng. Mecânico pela UNIFEI
- Mestre em Tecnologia Nuclear (USP/IPEN)
- Especialista em Didática do Ensino Superior (Uniderp)
- MBA Executivo em Marketing (FGV)
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- Consultor e instrutor técnico em empresas como OMEL, Vallair e Embraseal
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- +25 anos de experiência como docente
- Ex-professor universitário de Engenharia Mecânica em São Paulo
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- Criador do software exclusivo de dimensionamento de bombas
Importância da Mecânica dos Fluidos
A Mecânica dos Fluidos é um dos pilares da engenharia e da física aplicada, dedicada ao estudo do comportamento de líquidos e gases em diferentes condições.
Seu entendimento é fundamental para projetar, dimensionar e analisar sistemas que envolvem escoamento, transporte e utilização de fluidos.
Entre os conceitos mais importantes estão:
👉 Propriedades do fluido como massa específica, viscosidade, tensão superficial, gravidade específica e outras.
👉 Conceitos de pressão, princípio de Stevin e Lei de Pascal que regem a estática, essenciais para o dimensionamento de superfícies submersas como comportas ou até mesmo submarinos
👉 Escoamento laminar e turbulento, que descrevem os diferentes regimes de movimento dos fluidos
👉 Princípio de Bernoulli, aplicado em medições de pressão e velocidade
👉 Equação da energia e perdas de cargas essenciais no dimensionamento de bombas, ventiladores, compressores, turbinas e sistemas hidráulicos
👉 Equação da continuidade, que garante a conservação da massa em dutos e tubulações
👉 Números adimensionais, como Reynolds, Mach e Froude, que permitem prever e comparar situações práticas de escoamento
👉 Estudo dos fenômenos da cavitação
👉 E muito mais.
As aplicações da mecânica dos fluidos são vastas: desde o abastecimento de água e saneamento, passando pela indústria de energia e petróleo, até áreas como aeronáutica, climatização, ventilação, ar condicionado, refrigeração, processos químicos e biomédicos e muito mais.
Por sua abrangência e impacto direto na eficiência e segurança de sistemas, a Mecânica dos Fluidos é considerada uma disciplina indispensável para engenheiros, técnicos e profissionais de diversas áreas tecnológicas.
