Qual é a propriedade que consegue descrever e caracterizar o comportamento dos fluidos? Por quê?

Passo 1

O enunciado pergunta qual propriedade física consegue descrever e caracterizar o comportamento de um fluido e por quê. O conteúdo aqui é mecânica dos fluidos, em particular o estudo de como fluidos respondem a tensões de cisalhamento. Para resolver, vamos ver como relacionar a tensão de cisalhamento com o gradiente de velocidade no fluido.

Passo 2

Em sólidos, uma tensão de cisalhamento produz uma deformação fixa até atingir o equilíbrio. Já em fluidos, qualquer tensão de cisalhamento faz o material deformar-se continuamente, sem limite de deformação. Para quantificar essa “resistência” interna ao escoamento precisamos de uma propriedade que relacione a tensão aplicada e a velocidade de deformação.

Passo 3

A propriedade que faz exatamente essa ligação é a viscosidade dinâmica, denotada por mu. Ela mede a “fricção interna” entre camadas adjacentes de fluido quando há um gradiente de velocidade. Quanto maior mu, mais “vicioso” é o fluido e maior a resistência ao escoamento.

Passo 4

Para um fluido newtoniano, a lei de Newton do escoamento diz que a tensão de cisalhamento tau entre camadas paralelas é proporcional ao gradiente de velocidade dvdy, sendo o fator de proporcionalidade a viscosidade dinâmica:
tau = mu,dvdy

Passo 5

Portanto, a viscosidade caracteriza o comportamento dos fluidos porque ela quantifica como o fluido se deforma continuamente sob a ação de tensões de cisalhamento, definindo sua facilidade ou dificuldade de escoar.

Resposta

A propriedade é a viscosidade dinâmica mu, pois ela descreve a relação entre a tensão de cisalhamento aplicada e o gradiente de velocidade interno ao fluido, caracterizando sua resistência ao escoamento.

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