A figura abaixo ilustra esquematicamente uma embarcação inicialmente em repouso, que tem propulsão eólica, cujo mastro principal é um cilindro que gira em torno de seu próprio eixo. Ilustram-se, ainda, três opções possíveis de vento: por través (opção X, por bombordo, opção Z, por boreste) ou pela popa (opção Y). Deseja-se movimentar o barco para vante considerando apenas o efeito do vento sobre o mastro.

Supondo que o escoamento do ar em torno do cilindro é nãoviscoso, estacionário e incompressível, qual a opção de vento mais favorável para operar a embarcação e por quê, de acordo com a teoria do escoamento potencial?

A figura abaixo ilustra um duto composto de partes convergente (região I), garganta (região II) e divergente (região III). Em cada uma destas regiões o escoamento de um fluido, suposto incompressível, apresenta diversas características específicas.

Assinale a alternativa que relaciona corretamente tais características com as respectivas regiões da figura.

O conjunto carrinho/pára-quedas de massa m se desloca com velocidade inicial V₀ e utiliza o pára-quedas para encerrar o movimento que lhe foi impresso, conforme a ilustração abaixo.

Supondo que as seções retas do carrinho e do pára-quedas são, respectivamente, A_c e A_p, e, semelhantemente, C_c e C_p são os respectivos coeficientes de arrasto (constantes ao longo de todo o movimento) e !$ \rho !$ é a massa específica do ar atmosférico, e desprezando-se quaisquer tipos de perdas de energia (por exceção do arrasto resultante do escoamento externo do ar atmosférico em torno do conjunto), a distância percorrida pelo carrinho em função do tempo (t) é

(Define-se, ainda, !$ \Sigma = \rho (\text{A}_\text{c} \text{C}_\text{c} + \text{A}_\text{p} \text{C}_\text{p})/2 !$.)

A figura abaixo ilustra um Tubo de Pitot. As dimensões do dispositivo são tais que o escoamento em seu interior é aproximadamente não-viscoso, ou seja, a Equação de Bernoulli é aplicável.

Supondo que o escoamento seja estacionário, incompressível e que o dispositivo esteja perfeitamente alinhado com a direção de escoamento, qual a velocidade do escoamento, V, no ponto de inserção do tubo em função da leitura do dispositivo (o desnível na coluna de Mercúrio (Hg), h) e qual a condição de validade desta relação para a medida da velocidade de escoamentos compressíveis?

(Dados: !$ \rho !$ – massa específica do fluído do escoamento; !$ \rho !$_Hg – massa específica do Hg; g – aceleração local da gravidade).

Um tornado, cuja vista superior encontra-se ilustrada na figura acima, pode ser modelado como um escoamento incompressível, estacionário, não viscoso e circulante, no qual, em coordenadas cilíndricas, v_r = 0, v_z = 0 e o perfil de v_{!$ \theta !$}(r) é tal que

!$ \text{v}_\theta (\text{r}) = \begin{cases} \text{wr, se r} \le \text{R} \\ \text{wR}^2 / \text{r, se r} > \text{R} \end{cases} !$

Supondo que em r → !$ \infty !$ a pressão absoluta vale p = p!$ _\infty !$, a pressão relativa (p !$ - !$ p!$ _\infty !$) em r = 2R é

A equação do movimento de um corpo em queda livre S = S₀ + v₀ !$ \cdot !$ t + g !$ \cdot !$ t²/2, onde todos os termos possuem dimensão de deslocamento [L], pode ser escalada por meio dos parâmetros (S_o [L], v_o [L/T]) obtendo-se S^* = S/S₀ = 1 + !$ \tau !$ + !$ a \tau !$²/2, onde !$ \tau !$ = v₀t/S₀ e !$ a !$ = gS₀ / v₀². Após um levantamento dos dados experimentais, é possível ajustar o parâmetro a estes dados em um gráfico S* !$ \times \tau !$. Este ajuste permite determinar o valor esperado da aceleração da gravidade no local do experimento e respectiva incerteza. Existem, entretanto, outras maneiras de se escalar a equação do movimento. Assinale a alternativa que, respectivamente, contém outra equação adimensional do movimento de um corpo em queda livre e que descreva corretamente o parâmetro de movimento a ser determinado por um ajuste dos dados experimentais.

Considere as afirmativas a seguir, relativas ao teste de inclinação de um navio.

I - A partir dos resultados do teste, é possível calcular, para qualquer outra condição de carregamento da embarcação, a posição vertical do centro de gravidade (KG), desde que sejam conhecidos valores das massas dos pesos acrescentados e retirados a bordo.

II - Caso existam tanques parcialmente cheios de líquido durante a realização do teste, deve-se levar em conta a correção devido ao efeito de superfície livre (GGV) no cálculo da posição vertical do centro de gravidade (KG) para a condição do teste.

III - Durante a realização do teste, o número de pessoas a bordo deve ser o mínimo possível, o estritamente necessário para as observações e manuseios de materiais e aparelhos, e deverão se localizar em posições pré-determinadas quando estiverem sendo feitas as leituras.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)

Um navio com deslocamento e comprimento entre perpendiculares iguais, respectivamente, a 4.000 t e 100 m flutua, sem banda e sem trim, num calado igual a 5 m. Sua altura metacêntrica longitudinal é 100 m. Para que o navio fique com um calado na perpendicular de ré de 5,5 m, é necessário transferir uma quantidade de lastro do tanque 1 (central e a 35 m a vante da meia-nau) para o tanque 2 (central e a 45 m a ré da meia-nau) igual, em toneladas, a

(Considere que o centro de flutuação do navio localiza-se a meia-nau)

Um Engenheiro Naval, ao elaborar o folheto de estabilidade de um navio, verifica que não é satisfeito o seguinte critério de estabilidade transversal: o braço de endireitamento (GZ) correspondente ao ângulo de inclinação de 30º não deverá ser menor do que 0,20 m. Ao investigar a causa do problema, chegou à conclusão de que o não-atendimento ao critério é conseqüência do efeito de superfície livre de um tanque de óleo central parcialmente cheio. Neste contexto, o raciocínio correto do Engenheiro é introduzir uma antepara estanque, dividindo o tanque em duas partes iguais para reduzir o efeito de superfície livre. Assim, respectivamente, de que tipo deve ser a antepara estanque e a quanto se reduzirá este efeito?

Um navio apresenta, para uma condição de carregamento específica, a curva de estabilidade estática A mostrada no gráfico abaixo.

Considere as afirmativas a seguir, relativas aos efeitos que podem afetar essa curva de estabilidade estática.

I - A curva C pode representar a adição do efeito de superfície livre de tanques parcialmente cheios não contemplados pela curva A.

II - A curva B pode representar a elevação da posição vertical do centro de gravidade de um peso já existente a bordo.

III - A curva D pode representar a soma de ambos os efeitos considerados anteriormente nas afirmativas I e II.

Está(ão) correta(s) a(s) afirmativa(s)