Lista Fluidos - estática e dinâmica de fluidos

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Atividade - Fı´sica II - aula do dia 13/08/2015
1. Um recipiente e´ cheio ate´ uma profundidade de 20,0 cm com a´gua. Na superfı´cie da a´gua flutua uma camada
de 30,0 cm de espessura de o´leo com densidade 0,700. Qual e´ a pressa˜o absoluta na parte inferior do recipiente?
2. (a) Calcule a pressa˜o absoluta a uma profundidade de 1000 m no oceano. Suponha que a densidade da a´gua
do mar seja 1030 kg/m3 e que o ar acima exerc¸a uma pressa˜o de 101,3 kPa. (b) A esta profundidade, qual e´ a
forc¸a de empuxo sobre um submarino esfe´rico com diaˆmetro de 5,00 m?
3. Blaise Pascal reproduziu o baroˆmetro de Torricelli usando um vinho tinto, de densidade 984 kg/m3. Qual era
a altura h da coluna de vinho para uma pressa˜o atmosfe´rica normal?
4. Um bloco de metal de 10,0 kg, medindo 12,0 cm por 10,0 cm por 10,0 cm, e´ suspenso por uma balanc¸a e
imerso em a´gua, como ilustrado na figura. A dimensa˜o de 12,0 cm e´ vertical, e o topo do bloco esta´ a 5,00 cm
abaixo da superfı´cie da a´gua. (a) Quais sa˜o os mo´dulos das forc¸as que atuam sobre o topo e a base do bloco
devidos a` a´gua circundante? (b) Qual e´ a leitura da balanc¸a de mola? (c) Mostre que a forc¸a de empuxo e´ igual
a` diferenc¸a entre as forc¸as no topo e na base do bloco.
5. Um esfera pla´stica flutua na a´gua com 50% de se volume submerso. Esta mesma esfera flutua em glicerina
com 40% do seu volume submerso. Determine as densidades da glicerina e da esfera.
6. Quantos me´tricos cu´bicos de he´lio sa˜o necessa´rios para levantar um bala˜o com carga de 400 kg ate´ uma
altura de 8 m? Considere %He=0,179 kg/m3. Suponha que o bala˜o mantenha um volume constante e que a
densidade do ar diminua com a altitude z com a expressa˜o %ar=%0 exp (−z/8000), onde z esta´ em metros e
%0=1,20 kg/m3 e´ a densidade do ar ao nı´vel do mar.
7. Um cubo de madeira com dimensa˜o de aresta de 20,0 cm e densidade de 650 kg/m3 flutua na a´gua. (a) Qual
e´ a distaˆncia da superfı´cie horizontal de cima do cubo ate´ o nı´vel da a´gua? (b) Que massa de chumbo deveria
ser colocada sobre o cubo de modo que seu topo fique nivelado com a superfı´cie da a´gua?
8. No sistema mostrado na figura, a porc¸a˜o AC conte´m mercu´rio , BC conte´m o´leo e o tanque aberto conte´m
a´gua. As alturas indicadas sa˜o: h0=10 cm, h1=5 cm, h2=20 cm e as densidades relativas a` da a´gua sa˜o: 13,6
(mercu´rio) e 0,8 (o´leo). Determine a pressa˜o PA no ponto A (em atm).
1 Atividade - Fı´sica II
ESCOLA DE ENGENHARIA DE LORENA
UNIVERSIDADE DE SA˜O PAULO
DEPARTAMENTO DE CIEˆNCIAS BA´SICAS E AMBIENTAIS
Disciplina: Fı´sica II
Prof. Dra. Denize Kalempa
Respostas - Lista de exercı´cios: esta´tica e dinaˆmica de fluidos
1. Pressa˜o menor que 2P .
2. Na˜o sera´ necessa´rio utilizar um carrinho de ma˜o (mFe=4,26 kg).
3. %=7,03×103 kg/m3; na˜o e´ ouro pois a densidade do ouro e´ 19,3×103 kg/m3.
4. RAl=1,61RPb
5. Peso=61,7 N
6. h=0,58 m
7. ∆P=5,98×104 Pa
8. F=2,2×105 N
9. Pman=1,66×105 Pa
10. V =6,42×10−4 m3; %=2,78×103 kg/m3
11. (a) Pman=116,25 Pa; (b) Pman=922,14 Pa; (c) m=0,82 kg e %=822 kg/m3
12. (a) (i) v=2,33 ×10−4 m/s e (ii) v=5,21 ×10−4 m/s; (b) 88 litros/hora
13. (a) v=16,98 m/s; (b) R=0,317 m
14. (a) Pman=1471,5 Pa; (b)h=13,9 cm
15. (a) 30% (0,9 m3); (b) 70% (2,1 m3)
16. Peso do ouro=33,6 N
17. (a) %liq=1240 kg/m3; (b) leitura da balanc¸a D: 8,20 kg; leitura da balanc¸a E: 2,75 kg
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