Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Marque um X em sua turma Professor T1 – 6a = 10-12 Antonio Carlos Vieira T2 - 5a = 08-10 T5 – 6a = 08-10 T8 – 5a = 10-12 Nome: ______________________________________________________ Matrícula: ___________ Equações 𝜌 = 𝑚 𝑉 𝑝 = 𝐹 ̝ 𝐴 𝑝 = 𝑝𝑎 + 𝜌𝑔ℎ 𝐸 = 𝜌𝑉𝑔 F1/A1 = F2/A2 𝑉 ∆𝑡 = 𝐴. 𝑣 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝑝𝑎 = 1𝑎𝑡𝑚 = 1,0 × 10 5𝑃𝑎 𝑔 = 10𝑚/𝑠² 𝑝 + 1 2 𝜌𝑣2 + 𝜌𝑔𝑦 = 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 1. O tanque representado na figura contém ar comprimido e óleo (0,90 g/cm³). Um tubo em U contendo mercúrio (13,6 g/cm³) encontra-se conectado ao tanque. Os valores de h1, h2 e h3 são, respectivamente, 30 cm, 10 cm e 20 cm. Determine, em Pa, a pressão manométrica do ar comprimido colocado no topo do tanque. UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA DEPARTAMENTO DE FÍSICA – CCE PRIMEIRA PROVA DE FIS 193 – 01/09/2015 NOTA (100) Observações A prova contém 4 (quatro) questões; Todas as questões têm o mesmo valor; Caso necessário use o verso da folha; Marque um X, no quadro ao lado, na turma em que você é matriculado. 1 2 Uma vez que os pontos 1 e 2 estão no mesmo nível e no mesmo fluido (mercúrio), sabemos que: p1 = p2. Assim: Pap p p hhghgpp hgphhgp man man man óleoHgaar Hgaóleoar 4 44 213 321 1036,2 1036,01072,2 40,0.10³.1090,020,0.10³.106,13 ).(... ..).(. 2. Um bloco de 4,5 kg flutua no etanol (𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 0,81𝑔/𝑐𝑚³) com 10% de seu volume acima da superfície do líquido. Que fração do volume desse bloco ficará submersa quando ele flutuar em água (𝜌á𝑔𝑢𝑎 = 1,00𝑔/𝑐𝑚³). água etanol �⃗� á𝑔𝑢𝑎 �⃗� 𝐵 �⃗� 𝐵 �⃗� 𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 𝐸𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 = 𝐸á𝑔𝑢𝑎 𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 . 0,90𝑉𝐵. 𝑔 = 𝜌á𝑔𝑢𝑎. 𝑉á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜. 𝑔 𝜌𝑒𝑡𝑎𝑛𝑜𝑙 . 0,90𝑉𝐵 = 𝜌á𝑔𝑢𝑎. 𝑉á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜 0,81 × 0,90𝑉𝐵 = 1,00 × 𝑉á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜 𝑉á𝑔𝑢𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑙𝑜𝑐𝑎𝑑𝑜 = 0,73𝑉𝐵 Uma vez que o mesmo bloco encontra-se em equilíbrio no etanol e na água, o empuxo exercido pelo etanol é igual ao empuxo exercido pela água. Assim: O bloco flutua no etanol com 10% de seu volume acima da superfície, portanto, o volume de etanol deslocado será 90% do volume do bloco (0,90𝑉𝐵). O volume de água deslocado pelo bloco corresponde à fração do volume do bloco que ficará submersa na água, ou seja, 73% do volume do bloco. 3. A agua (𝜌á𝑔𝑢𝑎 = 1,0𝑔/𝑐𝑚³) está escoando estacionariamente com um velocidade de 5,0 m/s através de uma tubulação com uma área de seção transversal de 4,0 cm². A água desce gradativamente 10 m enquanto a tubulação aumenta de área para 8,0 cm². (a) Determine a velocidade da água no nível mais baixo. (b) Sabendo que a pressão no nível mais elevado vale 1,5 x 105 Pa, determine a pressão no nível mais baixo. Pela equação de Bernoulli: Pap p p vvgypp vgypvgyp 5 2 5555 2 5 2 2 2 2 1112 2 222 2 111 1059,2 10031,010125,0101105,1 ²5,2³.10 2 1 ²5³.10 2 1 10.10³.10105,1 2 1 2 1 2 1 2 1 0 10 2 1 y my ²0,8 ²0,4 2 1 cmA cmA Pela equação da continuidade: sm v v vAvA /5,2 2 0,5 2 .2. 1 2 2111 4. Água (𝜌á𝑔𝑢𝑎 = 1,0𝑔/𝑐𝑚³) escoa estacionariamente a 3 m/s em um tubo horizontal, sob uma pressão de 2,0 x 105 Pa. O diâmetro do tubo é reduzido à metade do seu diâmetro original. (a) Determine a velocidade do fluxo na seção reduzida do tubo. (b) Determine a pressão na seção reduzida do tubo. (c) Determine a razão entre as vazões da água nas duas seções. 𝐴1 = 𝜋𝐷1 2 4 = 𝜋(2𝐷2)² 4 = 4 𝜋𝐷2 2 4 = 4𝐴2 O diâmetro da seção 1 é o dobro do diâmetro da seção 2. Assim sendo, a área da seção 1 é 4 vezes a área da seção 2. Pela equação da continuidade: smv vv vAvA vAvA /12 4 ..4 .. 2 12 2212 2211 𝑝1 + 1 2 𝜌𝑣1 2 = 𝑝2 + 1 2 𝜌𝑣2 2 𝑝2 = 𝑝1 + 1 2 𝜌𝑣1 2 − 1 2 𝜌𝑣2 2 𝑝2 = 2 × 10 5 + 1 2 103. 32 − 1 2 103. 122 𝑝2 = 2 × 10 5 + 4,5 × 103 − 72 × 103 𝑝2 = 1,33 × 10 5𝑃𝑎 𝑉𝑎𝑧ã𝑜 = 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 ∆𝑡 = 𝐴. 𝑣 𝐴1. 𝑣1 = 𝐴2. 𝑣2 𝐴1. 𝑣1 𝐴2. 𝑣2 = 1
Compartilhar