Lista de Exercícios - Hidrostática

Prévia do material em texto

<p>E.E.M.T.I AGOSTINHO NERES PORTELA</p><p>Lista de Exercicios</p><p>Aluno:</p><p>01- Aplica-se uma força de 80 N perpendicularmente a uma superfície de área 0,8 m</p><p>2</p><p>. Calcule a</p><p>pressão exercida.</p><p>R: 100 N/m</p><p>2</p><p>02- Qual a pressão exercida por um tanque de água que pesa 1000 N, sobre a sua base que tem uma</p><p>área de 2 m</p><p>2</p><p>?</p><p>R: 500 N/m</p><p>2</p><p>03- O nível de água contida numa caixa está 6m acima de uma torneira. Qual é a pressão hidrostática</p><p>sobre a torneira? Dado: g = 10 m/s</p><p>2</p><p>; dágua = 1000 kg/m</p><p>3</p><p>.</p><p>R: 0,6.10</p><p>5</p><p>Pa</p><p>04- Um reservatório contém água até uma altura de 10 m. Determine a pressão hidrostática no fundo</p><p>do reservatório. Dado: g = 10 m/s</p><p>2</p><p>; dágua = 1000 kg/m</p><p>3</p><p>.</p><p>R: 1.10</p><p>5</p><p>Pa</p><p>05- Calcule a pressão total no fundo de um lago à profundidade de 20 m. São dados: pressão</p><p>atmosférica patm = 1.10</p><p>5</p><p>N/m</p><p>2</p><p>; aceleração da gravidade g = 10 m/s</p><p>e</p><p>; densidade da água d = 1.10</p><p>3</p><p>kg/m</p><p>3</p><p>.</p><p>R: 3.10</p><p>5</p><p>Pa</p><p>06- Calcule a pressão total no fundo de um rio à 10 m de profundidade. São dados: patm = 1.10</p><p>5</p><p>N/m</p><p>2</p><p>;</p><p>g = 10 m/s</p><p>e</p><p>; dágua = 1.10</p><p>3</p><p>kg/m</p><p>3</p><p>.</p><p>R: 2.10</p><p>5</p><p>Pa</p><p>07- Um corpo de volume 0,1 m</p><p>3</p><p>é totalmente imerso num líquido de densidade 800 kg/m</p><p>3</p><p>. Calcule o</p><p>empuxo sobre o corpo.</p><p>R: 800 N</p><p>08- Um corpo de volume 2.10</p><p>-3</p><p>m</p><p>3</p><p>é totalmente mergulhado num líquido de densidade 8.10</p><p>2</p><p>kg/m</p><p>3</p><p>,</p><p>num local onde g = 10 m/s</p><p>e</p><p>. Determine o empuxo sofrido pelo corpo.</p><p>R: 16N</p><p>09- Um corpo homogêneo flutua em água, com seu volume imerso igual a 2/3 de seu volume total.</p><p>Sabendo que a densidade da água é 1 g/cm</p><p>3</p><p>, a densidade do corpo é: R: 0,67 g/cm</p><p>3</p><p>10- Um cubo de madeira de aresta 20 cm, de densidade igual a 0,6 g/cm</p><p>3</p><p>, é colocado num recipiente</p><p>contendo água. Determine, em porcentagem, a porção do volume do cubo que fica submerso. R: 4800</p><p>cm</p><p>3</p><p>(60%)</p><p>11- O sistema mostrado na figura compreende uma alavanca interfixa e pistões cilíndricos, P e P’, de</p><p>áreas 25 cm</p><p>2</p><p>e 225 cm</p><p>2</p><p>, respectivamente. Uma pedra de peso igual a 180 kgf é mantida em equilíbrio</p><p>na posição mostrada, aplicando-se, no ponto B, uma força F. Com base nessas informações, calcule o</p><p>módulo da força exercida pela alavanca sobre o pistão. (R: 10 kgf)</p><p>12- Um mecânico equilibra um automóvel, usando um elevador hidráulico. O automóvel pesa 800kgf</p><p>e está apoiado em um embolo cuja área é de 2.000cm</p><p>2</p><p>. Determine o valor da força que o mecânico</p><p>está exercendo na chave, sabendo-se que a área do embolo no qual ele atua é de 25cm</p><p>2</p><p>. (F1 = 10 kgf)</p><p>13- Um elefante e uma galinha estão equilibrados sobre um elevador hidráulico, conforme mostra a</p><p>figura. Sendo o peso do elefante 16.000 N e o da galinha 20 N e supondo que a área onde está</p><p>apoiada a galinha (A2) seja 10 cm2. Qual deverá ser a área onde está o elefante (A1)? (R: 8000 cm</p><p>2</p><p>)</p><p>14- Uma bola de borracha está presa por um fio leve e inextensível no fundo de uma piscina com</p><p>água, conforme ilustra a figura abaixo. Se o volume da bola submersa for 5,0.10</p><p>4</p><p>m</p><p>3</p><p>e sua massa</p><p>for 100 g, qual será a tração no fio ? (R: 4 N)</p><p>15- Um bloco de massa m = 5.10</p><p>2</p><p>g e volume igual a 30 cm</p><p>3</p><p>é suspenso por um dos braços de uma</p><p>balança de braços iguais e completamente imerso em um líquido. Sabendo-se que para equilibrar a</p><p>balança é necessário colocar uma massa M = 2.10</p><p>2</p><p>g sobre o prato suspenso pelo outro braço,</p><p>determine o valor em newtons do empuxo que atua sobre o bloco. (R: 3 N)</p><p>16- Um bloco de madeira de massa 0,63 kg é abandonado cuidadosamente sobre um líquido</p><p>desconhecido, que se encontra em repouso dentro de um recipiente. Verifica-se que o bloco desloca</p><p>500 cm</p><p>3</p><p>do líquido, até que passa a flutuar em repouso.</p><p>M</p><p>m</p><p>a) Considerando g = 10,0 m/s</p><p>2</p><p>, determine a intensidade (módulo) do empuxo exercido pelo líquido</p><p>no bloco. (R: 6,3 N)</p><p>b) Qual é o líquido que se encontra no recipiente? Para responder, consulte a tabela seguinte, após</p><p>efetuar seus cálculos. (R: glicerina)</p><p>17- Uma esfera de isopor de volume 2,0 · 10</p><p>2</p><p>cm</p><p>3</p><p>encontra-se inicialmente em equilíbrio presa a um</p><p>fio inextensível, totalmente imersa na água (figura 1). Cortando-se o fio, a esfera aflora, passando a</p><p>flutuar na superfície da água (figura 2)</p><p>Sabendo que as massas específicas do isopor e da água valem, respectivamente, 0,60 g/cm</p><p>3</p><p>e 1,0</p><p>g/cm</p><p>3</p><p>e que |g| = 10 m/s</p><p>2</p><p>, calcule:</p><p>a) a intensidade da força de tração no fio na situação da figura 1; (R: 0,8 N)</p><p>b) a porcentagem do volume da esfera que permanece imersa na situação da figura 2. (R: 60%)</p><p>18- O sistema da figura encontra-se em equilíbrio sob a ação da gravidade, cuja intensidade vale 10</p><p>m/s</p><p>2</p><p>:</p><p>Dados: pressão atmosférica p0</p><p>= 1,0 atm; massa específica do mercúrio μ= 13,6 g/cm</p><p>3</p><p>; h = 50 cm.</p><p>Considerando 1 atm = 1 . 10</p><p>5</p><p>N/m</p><p>2</p><p>, calcule, em atm, a pressão do gás contido no reservatório. (R:</p><p>0,32 atm)</p><p>19- Na situação esquematizada fora de escala na figura, um tubo em U, longo e aberto nas</p><p>extremidades, contém mercúrio, de densidade 13,6 g/cm</p><p>3</p><p>. Em um dos ramos desse tubo, coloca-se</p><p>água, de densidade 1,0 g/cm</p><p>3</p><p>, até ocupar uma altura de 32,0 cm. No outro ramo, coloca-se óleo, de</p><p>densidade 0,80 g/cm</p><p>3</p><p>, que ocupa uma altura de 6,0 cm. (R: 24 cm)</p><p>Qual é o desnível x entre as superfícies livres da água e do óleo nos dois ramos do tubo?</p><p>20- Dois tubos cilíndricos interligados, conforme a figura, estão cheios de um líquido incompressível.</p><p>Cada tubo tem um pistão capaz de ser movido verticalmente e, assim, pressionar o líquido. Se uma</p><p>força de intensidade 5,0 N é aplicada no pistão do tubo menor, conforme a figura, qual a intensidade</p><p>da força, em newtons, transmitida ao pistão do tubo maior? Os raios internos dos cilindros são de 5,0</p><p>cm (tubo menor) e 20 cm (tubo maior). (R: 80 N)</p><p>21- Um tubo cilíndrico contendo óleo (0,80 g/cm</p><p>3</p><p>) e mercúrio (13,6 g/cm</p><p>3</p><p>) é ligado a um</p><p>reservatório que contém ar e mercúrio, conforme a figura abaixo: (R: 16 mm Hg)</p><p>Sendo de 760 mm Hg a pressão atmosférica local, qual é, em mm Hg, a pressão do ar dentro do</p><p>reservatório?</p><p>22- Na figura seguinte, está representado um recipiente constituído pela junção de dois tubos</p><p>cilíndricos co-axiais e de eixos horizontais. O recipiente contém um líquido incompressível</p><p>aprisionado pelos êmbolos 1 e 2, de áreas respectivamente iguais a 0,50 m</p><p>2</p><p>e 2,0 m</p><p>2</p><p>.</p><p>Empurrando-se o êmbolo 1 para a direita com a força F1 de intensidade 100 kgf, obtém-se, nesse</p><p>êmbolo, um deslocamento de 80 cm. Desprezando os atritos, determine:</p><p>a) a intensidade da força horizontal F2 com que o líquido empurra o êmbolo 2; (F2 = 400 kgf)</p><p>b) o deslocamento do êmbolo 2. (d2 = 20 cm)</p>