01 - De acordo com a mecânica dos fluidos, qual o critério fundamental para se classificar um material como fluido? Quais as diferenças entre os fluidos newtoniano e reopético?

Passo 1

O enunciado pede primeiro o critério fundamental que distingue um sólido de um fluido na mecânica dos fluidos, e depois as diferenças entre fluido newtoniano e fluido reopético. Aqui vamos usar o conceito de resposta a tensões de cisalhamento e a lei constitutiva de cada tipo de fluido.

Passo 2

Critério fundamental para classificar um material como fluido:
Um fluido não sustenta tensões de cisalhamento estáticas; ao aplicar qualquer tensão de cisalhamento \tau, por menor que seja, o fluido continua a deformar-se indefinidamente. Em outras palavras, a taxa de deformação por cisalhamento \dot\gamma não tende a zero enquanto \tau for diferente de zero.

Passo 3

Fluido newtoniano:
Em um fluido newtoniano a relação entre tensão de cisalhamento \tau e taxa de deformação \dot\gamma é linear e de proporcionalidade constante. Matematicamente,
\tau = \mu\,\dot\gamma,
onde \mu é a viscosidade dinâmica, constante e independente de \dot\gamma e do tempo de escoamento.

Passo 4

Fluido reopético (não-newtoniano de comportamento reopético):
Um fluido reopético exibe viscosidade dependente não só da taxa de cisalhamento \dot\gamma mas também do tempo sob cisalhamento. No caso particular de reopexia, a viscosidade aumenta com o tempo de aplicação de \tau constante. Assim, para um cisalhamento fixo, a curva \tau versus \dot\gamma evolui com o tempo, levando a uma viscosidade aparente crescente.

Passo 5

Resumo das diferenças principais:
\bullet Em um fluido newtoniano a viscosidade é constante, a relação \tau versus \dot\gamma é sempre a mesma reta, sem dependência de tempo.
\bullet Em um fluido reopético a viscosidade aparente varia com o tempo de cisalhamento, normalmente aumentando (rheopectic), de modo que o fluido “enrijece” quanto mais tempo é submetido a ela.

Resposta

Critério fundamental: um fluido se deforma continuamente sob qualquer tensão de cisalhamento aplicada, isto é, não suporta tensões de cisalhamento estáticas.
Fluido newtoniano: tem lei linear \tau=\mu\,\dot\gamma com viscosidade \mu constante.
Fluido reopético: viscosidade dependente do tempo de cisalhamento, tipicamente aumentando com o tempo de aplicação da tensão (efeito rheopectic).

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