mec flu

Universidade Federal de Uberlândia
Faculdade de Engenharia Mecânica
Laboratório de
Ensino em Fenômenos de Transporte
Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Prática:
Prof. Elie Luis Martínez Padilla (turmas A, C, D)
Prof. Odenir de Almeida (turmas B, E, F)
Teoria:
Prof. Aristeu da Silveira Neto
Prof. Odenir de Almeida
Experiência No 2

Validação Experimental da Segunda Lei de Newton ou Balanço de
Quantidade Movimento
1. Objetivo
Comprovar a segunda lei de Newton ou lei da quantidade de movimento linear aplicada a um volume de fluido inercial.
2. Desenvolvimento teórico
O teorema do transporte de Reynolds aplicado a quantidade de movimento linear em um meio fluido em movimento está demonstrada na maior parte dos livros de Mecânica dos Fluidos básica. Buscar esta literatura e apresentar a demonstração da equação seguinte, válida para um volume de fluido inercial:

( Fs ) y =

r r
⎞
∂⎛
⎜ ∫ ρVy dϑ ⎟ + ∫ Vy ρV .dA .
∂t ⎝ VC
⎠ SC

(

)

(1)

Fazer, as seguintes hipóteses:
•
•
•

Regime permanente,
Desprezar efeitos viscosos,
Desprezar efeitos da gravidade (erros da ordem de 0,8 %),

e demonstrar que:
A) para o sistema ilustrado na figura 1, a força resultante vertical que o jato efetuará sobre a placa defletora é dada por:

Fy =

ρQ2
A

(1 + cos θ ) ,

(2)

B) para o sistema ilustrado na figura 2, a força resultante vertical que o jato efetuará sobre a placa defletora é dada por:

Fy =

ρQ2
A

(1 − cos θ ) ,

(3)

Figura 1. Colisão e deflexão de um jato simétrico sobre uma placa.

onde Q é a vazão, A é a área da saída do bico injetor e θ é o ângulo formado com a horizontal. É importante observar que a hipótese usada acima, desprezar os efeitos viscosos,

implica em dizer que a velocidade do líquido, após sair do bico injetor, é constante. Logo, pode-se dizer que a área transversal do jato é igual à área do lençol de líquido na saída da placa defletora.
Lembrar que a força que se calcula pela