Questão 2 -O que é um fluido ideal? Mencione alguns exemplos que mostrem como esta consideração é aplicada na mecânica dos fluidos.
Passo 1
O enunciado pede que expliquemos o que é um fluido ideal e mostremos algumas situações práticas na mecânica dos fluidos em que essa idealização é usada. Para isso vamos precisar falar das hipóteses que definem um fluido ideal, das equações simplificadas que surgem (Euler e Bernoulli) e de aplicações em medidores e em escoamentos de engenharia.
Passo 2
Definimos um fluido ideal pelas seguintes hipóteses:
– É inviscid (sem viscosidade), isto é, o coeficiente de viscosidade dinâmica satisfaz
– É inviscid (sem viscosidade), isto é, o coeficiente de viscosidade dinâmica satisfaz
– É incompressível, de modo que a densidade é constante ao longo do escoamento
– Não conduz calor e não sustenta tensões de cisalhamento.
Passo 3
Sob essas hipóteses as equações de Navier–Stokes se reduzem às equações de Euler. Para escoamentos estacionários e irrotacionais podemos integrar a equação de Euler ao longo de uma linha de corrente e obter a equação de Bernoulli:
Passo 4
Um exemplo clássico é o tubo de Pitot, usado para medir a velocidade do ar:
Outro é o medidor Venturi, que emprega a equação de continuidade
juntamente com Bernoulli para relacionar a queda de pressão à vazão.
Passo 5
Na aerodinâmica, para calcular a força de sustentação em um aerofólio muitas vezes assume-se escoamento potencial (fluido ideal e irrotacional). Resolve-se a equação de Laplace para o potencial de velocidade e, com a distribuição de pressões obtida, aplica-se o teorema de Kutta-Joukowski para achar a força de sustentação.
Resposta
Um fluido ideal é aquele que não tem viscosidade
, é incompressível (
constante) e não conduz calor, de modo que não suporta tensões de cisalhamento. Em mecânica dos fluidos essa idealização leva às equações de Euler e à forma simples da equação de Bernoulli. Exemplos de aplicação incluem:
– Tubo de Pitot para medir velocidade de escoamento.
– Medidor Venturi para determinação de vazão em tubulações.
– Modelo de escoamento potencial em torno de aerofólios para cálculo de sustentação.
– Tubo de Pitot para medir velocidade de escoamento.
– Medidor Venturi para determinação de vazão em tubulações.
– Modelo de escoamento potencial em torno de aerofólios para cálculo de sustentação.