Exerc. 1) A partir da Formulação Integral para a Equação de Quantidade de Movimento,
d Pd t) sistema =partialpartial t integralV C V rho d forall+integralS C V rho V cdot d A=FB+FS
explique o significado físico de cada termo na equação.

Passo 1

O enunciado apresenta a forma integral do teorema da quantidade de movimento para um sistema fluido, relacionando a variação de momento linear do sistema à soma de termos de controle de volume e de superfície, e igualando tudo às forças de corpo e de superfície. Vamos interpretar fisicamente cada parcela dessa equação.

Passo 2

O termo
dPdt)sistema
é a variação total de momento linear do sistema fluido considerado (a “massa de fluido” acompanhando o movimento). Fisicamente ele é a taxa de mudança de P = integralsistema rho,V,dV.

Passo 3

O termo
partialpartial tintegralVCrho,V,dforall
é a variação temporal do momento dentro do volume de controle (VC). Ele representa o acúmulo (ou depleção) de quantidade de movimento que ocorre dentro do volume fixo de análise por causa de mudanças no campo de velocidades ao longo do tempo.

Passo 4

O termo
integralSCrho,V,l(Vcdot dAr)
é o fluxo convectivo de momento através da superfície de controle (SC). Ele mede a quantidade de momento que sai (quando Vcdot dA>0) ou entra (quando Vcdot dA<0) pelo contorno do volume de controle devido ao escoamento.

Passo 5

Os termos do lado direito,
FB e FS, são as forças externas atuando sobre o fluido dentro do volume de controle:
bul<=t FB são as forças de corpo, como o peso (gravidade) ou forças eletromagnéticas, que atuam em todo o volume do fluido.
bul<=t FS são as forças de superfície, englobando a pressão e as tensões viscosas que agem sobre a superfície de controle.

Resposta

bul<=t dPdt)sistema: variação total de momento do sistema fluido.
bul<=t partialpartial tintegralVCrho,V,dforall: acúmulo de momento no volume de controle.
bul<=t integralSCrho,V,(Vcdot dA): fluxo convectivo de momento pela superfície de controle.
bul<=t FB: forças de corpo (peso, forças de campo) atuando no volume.
bul<=t FS: forças de superfície (pressão e viscosidade) atuando no contorno.

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