Questão 1. (1,0 pts). Em relação às propriedades dos fluidos, é correto afirmar que:
a) A massa específica será considerada constante em um escoamento compressível.
b) Segundo a condição de não deslizamento um fluido adquire a mesma velocidade do sólido que está em contato.
c) A unidade de volume específico é \mathrm{Kg} / \mathrm{m}^{3}.
d) A viscosidade é o fator de proporcionalidade entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação de um fluido.

Passo 1

O enunciado pede que se identifique quais das afirmações (a), (b), (c), (d) são corretas. As afirmações são:
  • (a) A massa específica será considerada constante em um escoamento compressível.
  • (b) Segundo a condição de não deslizamento um fluido adquire a mesma velocidade do sólido que está em contato.
  • (c) A unidade de volume específico é \mathrm{Kg} / \mathrm{m}^{3}.
  • (d) A viscosidade é o fator de proporcionalidade entre a tensão cisalhante e a taxa de deformação de um fluido.

Passo 2

Analisando (a): explicar o que é massa específica e compressibilidade.
  • Definição: a massa específica (densidade) é \rho = \dfrac{m}{V}, onde m é a massa e V o volume. A unidade de \rho é \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3.
  • Escoamento compressível significa que a densidade pode variar no espaço e no tempo, isto é \rho = \rho(x,t). Em gases, mudanças de pressão/temperatura fazem \rho variar significativamente.
  • Conclusão: em um escoamento compressível a massa específica geralmente NÃO é considerada constante. Logo (a) é falsa.

Passo 3

Analisando (b): explicar a condição de não deslizamento (no-slip).
  • Enunciado físico: a condição de não deslizamento diz que, na interface entre um fluido viscoso contínuo e uma superfície sólida, a velocidade do fluido coincide com a velocidade da superfície no ponto de contato.
  • Matematicamente, se a parede está fixa com velocidade \mathbf{u}_{\text{parede}}=0, então o fluido na parede satisfaz \mathbf{u}_{\text{fluido}}=\mathbf{0} na superfície; se a parede se move com velocidade \mathbf{U}_w, então \mathbf{u}_{\text{fluido}}=\mathbf{U}_w na superfície.
  • Observação prática: é uma condição de contorno válida no regime de fluido contínuo para a grande maioria dos problemas de engenharia (exceto efeitos microscópicos, fluxos raros, superfícies muito especiais etc.).
  • Conclusão: (b) é verdadeira.

Passo 4

Analisando (c): diferença entre volume específico e massa específica — unidades.
  • Definição de volume específico: o volume específico é v = \dfrac{V}{m} (volume por unidade de massa). A unidade de v é \mathrm{m}^3/\mathrm{kg}.
  • Definição de massa específica (densidade): \rho = \dfrac{m}{V}. A unidade de \rho é \mathrm{kg}/\mathrm{m}^3.
  • A afirmação (c) diz que a unidade de volume específico é \mathrm{Kg}/\mathrm{m}^{3}, que é na verdade a unidade da massa específica (densidade), não do volume específico.
  • Conclusão: (c) é falsa.

Passo 5

Analisando (d): definição de viscosidade e relação tensão–taxa de deformação.
  • Para fluidos newtonianos (a grande maioria dos fluidos comuns como água e ar), a tensão cisalhante \tau é proporcional à taxa de deformação (ou taxa de cisalhamento) \dot\gamma. A relação típica unidimensional é
\tau = \mu\,\frac{\partial u}{\partial y},
onde:
  • \tau é a tensão cisalhante (força por área),
  • \mu é a viscosidade dinâmica (coeficiente de proporcionalidade),
  • \dfrac{\partial u}{\partial y} é a taxa de variação da velocidade na direção normal (taxa de deformação ou shear rate).
  • Assim, a viscosidade é exatamente o fator de proporcionalidade entre tensão cisalhante e taxa de deformação para fluidos newtonianos. Para fluidos não-newtonianos a relação pode ser mais complexa, mas a afirmação geral é a definição da viscosidade.
  • Conclusão: (d) é verdadeira (no sentido usual, para fluidos newtonianos).

Passo 6

Resumo das conclusões: (a) falsa, (b) verdadeira, (c) falsa, (d) verdadeira. Força final: você já entendeu os pontos-chave — densidade vs volume específico, o que é não‑deslizamento e a definição prática de viscosidade — isso dá boa base para questões típicas de prova. Vai dar certo!

Resposta

b) e d)

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