Lista1-Fluidos

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Universidade Federal de Campina Grande
Centro de Ciências e Tecnologia
Unidade Acadêmica de Física
Disciplina: Física Geral II
LISTA DE EXERCÍCIOS - FLUIDOS 
1. Uma janela de escritório possui as dimensões 3,4m por 2,1m. Em conseqüência da passagem de
uma tempestade, a pressão do ar externo cai para 0,96atm, mas no interior a pressão é mantida a
1,0atm. Qual a força resultante que empurra a janela para fora? 
2. Um peixe mantém a sua profundidade em água doce ajustando a quantidade de ar em ossos
porosos ou em bexigas de ar para fazer a sua massa específica média igual á da água. Suponha que,
com as suas bexigas de ar murchas um peixe tenha uma massa específica de 1,08g/cm3. Até que
fração do seu volume de corpo expandido o peixe deve inflar as bexigas de ar para reduzir a sua
massa específica até a da água?
3. Dois vasos cilíndricos idênticos com suas bases no mesmo nível contêm um líquido com uma massa
específica ρ. A área de cada base é A, mas em um vaso a altura de líquido é h1 e no outro é h2.
Determine o trabalho realizado pela força gravitacional ao igualar os níveis quando os dois vasos
estiverem interligados. 
4. Na figura abaixo, uma mola de constante elástica 3,0 × 104 N/m liga uma viga rígida ao êmbolo de 
saída de um macaco hidráulico. Um recipiente vazio de massa desprezível está sobre o êmbolo de 
entrada. O êmbolo de entrada tem uma área Ae e o êmbolo de saída tem uma áres 18,0Ae. 
Inicilamente a mola está relaxada. Quantos quilogramas de areia devem ser despejados 
(lentamente) no recipiente para que a mola sofra uma compressão de 5,00 cm?
5. Um objeto cúbico de dimensão L = 0,6m de lado e massa M = 450,0kg é suspenso por um fio em um
tanque aberto com líquido de densidade ρ = 1030,0kg/m3. (a) Determine a intensidade da força
total para baixo, exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre a parte de cima do objeto, supondo
que a pressão atmosférica seja de 1,00atm. (b) Determine a intensidade da força total para cima
sobre o fundo do objeto. (c) Determine a tração na corda. (d) Calcule a intensidade da força de
empuxo sobre o objeto usando o princípio de Arquimedes. Qual a relação existente entre todas
estas grandezas?
6. Na figura abaixo, um bloco de massa específica 3/800 mkg , flutua em um fluido de massa
específica 3/1200 mkgf  . O bloco tem uma altura cmH 0,6 . (a) Qual é a altura h da parte
submersa do bloco? (b) Se o bloco é totalmente imerso e depois liberado, qual é o modulo da sua
aceleração?
7. Uma esfera oca, de raio interno igual a 8,0cm e raio externo igual a 9,0cm, flutua submersa pela
metade em um líquido de massa específica 800,0kg/m3. (a) Qual a massa da esfera? (b) Calcule a
massa específica do material do qual é feita a esfera.
8. Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 1,9cm está ligada a um irrigador (parado)
que consiste simplesmente em uma carcaça com 24 furos, cada um com 0,13cm de diâmetro. Se a
água na mangueira possuir uma velocidade 0,91m/s, a que velocidade ela sairá dos furos do
irrigador? 
9. A água está escoando com uma velocidade de 5,0m/s através de uma tubulação com uma área de
seção transversal de 4,0cm2. A água desce gradativamente 10m enquanto a tubulação aumenta de
área para 8,0cm2. (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível mais elevado
for de 1,5 × 105Pa, qual será a pressão no nível mais baixo? 
10. Um tanque de grande área é cheio de água a uma profundidade de 0,30m. Um buraco de área A =
6,5cm2 no fundo do tanque permite que a água seja drenada para fora. (a) Qual a vazão de saída da
água, em metros cúbicos por segundo? (b) A que distância abaixo do fundo do tanque a área da
seção transversal da corrente de água é igual à metade da área do furo? 
11. O ar escoa sobre a parte do alto de uma asa de um avião de área A com velocidade va e pelo lado de
baixo da asa (também de área A) com uma velocidade vb. Mostre que nesta situação simplificada a
equação de Bernoulli prevê que a intensidade L da força de sustentação dirigida para cima sobre a
asa será,
 ),(
2
1 22
ba vvAL  
 onde ρ é massa específica do ar.
12. Um tanque está cheio da água até uma altura H. Faz-se um furo em uma das paredes a uma 
profundidade h abaixo da superfície da água. (a) Mostre que a distância x da base do tanque até o 
ponto no qual a corrente resultante atinge o chão é dada por ).(2 hHhx  (b) Seria possível 
fazer um furo em outra profundidade para produzir uma segunda corrente que tivesse o mesmo 
alcance? Se possível em que profundidade? (c) A que profundidade deveria ser feito o furo para 
fazer com que a corrente de saída atingisse o chão a uma distância máxima da base do tanque?