PROBLEMAS Fluidos - exercicios resolvidos-11

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Hidrostática 21 
 
 
Problemas de Mecânica dos Fluidos I – Ano letivo 2012-2013 
 
 
3
60
 m
m
7
35
 m
m
H
E
PROBLEMA 42 
Uma campânula hemisférica é mantida no fundo do mar, cheia de ar (ρ=1,2 kg m-3) a 
uma pressão de 765 mm Hg. A 
pressão atmosférica à superfície é 
de 105 Pa e a densidade da água 
salgada 1,032. 
a) Considerando a indicação do 
manómetro de mercúrio 
(d=13,6) representado, qual a 
profundidade H a que se 
encontra a campânula? 
b) O acesso ao interior é feito 
através de uma comporta 
circular com 80 cm de 
diâmetro, podendo rodar em torno de um eixo horizontal E existente no topo 
superior. Qual a força mínima necessária para abrir a comporta? 
PROBLEMA 43 
 
 
O dique representado tem a forma de um 
quarto de círculo e um comprimento de 50 m, 
normal ao plano representado. 
Calcule as componentes horizontal e vertical 
da resultante das forças de pressão sobre o 
dique, e localize o respetivo centro de pressões. 
(ρf=1035 kg m-3 ; patm=105 Pa). 
PROBLEMA 44 
Uma comporta com a forma de um quarto de 
círculo retém água salgada (d=1,035) conforme 
mostrado esquematicamente na figura. 
Calcule a resultante das forças de pressão por 
unidade de comprimento e localize o centro de 
pressões. (patm=105 Pa) 
 
PROBLEMA 45 
Um cilindro (d=2,6) com 1 m de diâmetro e 
10 m de comprimento separa dois níveis de 
água conforme o mostrado na figura. 
Calcule as reações vertical e horizontal no 
ponto C (dlíquido=1). 
 
 
 
Hidrostática 22 
 
 
Problemas de Mecânica dos Fluidos I – Ano letivo 2012-2013 
 
 
PROBLEMA 46 
A figura representa uma comporta de forma 
cilíndrica, suscetível de rodar sem atrito em torno 
do ponto A, sustentando a água (ρ=1000 kg m-3) 
de um canal de secção retangular (4m x 2m). 
a) Faça uma representação gráfica da distribuição 
de pressões sobre a superfície da comporta. 
b) Determine o módulo da força de pressão 
exercida pela água sobre a comporta. 
c) Desprezando o peso próprio da comporta, 
determine o valor mínimo que deverá ter o peso, 
P, para a manter fechada. 
 
 
PROBLEMA 47 
Uma cuba hemisférica com um peso de 30 kN, cheia de água (ρ=103 kg m-3),
 
 
é apertada ao chão por meio de 12 
parafusos igualmente espaçados. 
 
a) Qual a força a que está sujeito cada 
um dos parafusos? 
b) Repita o cálculo considerando agora 
que na abertura é acoplado um tubo, 
também cheio de água, com 3 cm de 
diâmetro e 4 m de altura, conforme 
indica a figura. 
 (patm=105 Pa) 
 
 
 
PROBLEMA 48 
Uma esfera de 305 mm de raio e 173 kg de massa 
fecha um orifício situado no fundo de um tanque 
contendo água (H=914 mm; ρ=1000 kg m-3). 
a) Esboce o diagrama de distribuição de pressão na 
superfície da esfera. 
b) Calcule a resultante da distribuição de pressão em 
torno da superfície molhada da esfera. 
c) Calcule a força mínima necessária para remover a 
esfera do orifício, supondo que a força calculada na 
alínea a) vale 432 N e atua de baixo para cima. 
 
 
 
 
4m
H2O
A
P
2m
1m
R=4m
h
H
R=305 mm
F
Volume da
calote esférica:
 2πR2h/3
305 mm