Questão 1)
Cite como é possível garantir que um experimento em escala reduzida possui as mesmas características de escoamento da situação real. [1,0]

Passo 1

O enunciado pede que a gente indique como garantir que um experimento em escala reduzida reproduza o mesmo escoamento da situação real. Esse tema pertence à teoria de similitude em mecânica dos fluidos, em que usamos conceitos de semelhança geométrica, cinemática e dinâmica para modelar protótipos em escala.

Passo 2

Para assegurar que o modelo em escala represente o protótipo real, a gente precisa de:
  1. Semelhança geométrica – todas as linhas, ângulos e proporções do modelo devem ser iguais às do protótipo, só reduzidas por um fator de escala \lambda.
  2. Semelhança cinemática – as trajetórias e distribuições de velocidade são iguais quando escaladas; isso normalmente exige que a razão de velocidades do modelo e do protótipo obedeça a uma escala U_{\text{modelo}}/U_{\text{protótipo}} = \lambda^\alphaó.
  3. Semelhança dinâmica – as forças que agem no modelo e no protótipo são proporcionais; na prática, isso se traduz em igualar os números adimensionais relevantes. Por exemplo:
    \displaystyle Re = \frac{\rho\,U\,L}{\mu} para equilíbrio entre inércia e viscosidade,
    \displaystyle Fr = \frac{U}{\sqrt{g\,L}} quando a gravidade domina,
    \displaystyle Ma = \frac{U}{c} em escoamentos compressíveis, etc.
    Ao projetar o ensaio, escolhe-se o(s) número(s) adimensional(is) que predominam no fenômeno e faz-se
Re_{\text{modelo}} = Re_{\text{protótipo}},\quad Fr_{\text{modelo}} = Fr_{\text{protótipo}},\;\dotsóó
desse modo garantindo que o escoamento reduzido tenha as mesmas características do real.

Resposta

Garantindo semelhança geométrica, cinemática e dinâmica entre modelo e protótipo e igualando os números adimensionais relevantes (por exemplo, Reynolds, Froude, Mach etc.).

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