cap 14

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Física 2 - lista de exercícios do capítulo 14 - Fluidos
1) Uma ventosa de 10 cm de diâmetro é comprimida contra um teto de superfície lisa. Qual é a massa máxima de um objeto que pode ser suspenso pela ventosa sem arrancá-la do teto? Considere que a massa da ventosa é desprezível e que a pressão entre a ventosa e a parede é zero.
2) Membros de uma tripulação tentam escapar de um submarino avariado 100 m abaixo da superfície. Que força deve ser aplicada a uma escotilha, de 1,20 m x 0,6 m, para empurrá-la para fora a essa profundidade? Suponha que a massa específica da água do oceano seja de 1025 kg/m3.
3) Um pistão é constituído por um disco ao qual se ajusta um tubo oco cilíndrico de diâmetro d, e está adaptado a um recipiente cilíndrico de diâmetro D, como mostra a figura 1. A massa do pistão com o tubo é M e ele está inicialmente no fundo do recipiente. Despeja-se então pelo tubo uma massa m de um liquido de densidade ρ. Em conseqüência, o pistão se eleva de uma altura H. Calcule H.
4) A figura 2 mostra um elevador hidráulico com uma força F1 equilibrando outra força F2. Suponha que a força F2 seja o peso mg de um objeto de massa m. Mostre que o incremento de força ΔF1 necessário para erguer o peso em uma distância d2 é , onde ρ é a densidade do liquido.
5) Um tanque de aquário tem 100 cm de comprimento, 30 cm de largura e 40 cm de profundidade, e ele está cheio de água até o topo. (a) Qual é a força da água sobre o fundo (100 cm x 30 cm) do tanque? (b) Qual é a força da agua sobre o vidro frontal (100 cm x 40 cm) do tanque?
6) Um orifício de 4 mm de diâmetro encontra-se 1,0 m abaixo da superfície de um tanque de água de 2 m de diâmetro (figura 3). (a) Quantos litros de água atravessam o orificio em 1 minuto? (b) A que taxa, em mm/min, o nível de água do tanque cairá se a água não for reabastecida?
7) A água flui através do cano mostrado na figura 4 com velocidade de 2 m/s no ponto P1 indicado. (a) Qual é a velocidade da água ao sair do tubo? (b) Qual é a altura h da coluna de água?
8) É possível usar a lei do gás ideal para mostrar que a densidade da atmosfera da terra diminui exponencialmente com a altura de acordo com a equação , onde z é altura acima do nível do mar, ρ0 é a densidade ao nível do mar (1,28 Kg/m3) e z0 é chamada de escala de altura da atmosfera(que delimita, aproximadamente,a altura da atmosfera). (a) Sabendo que a pressão também diminui com a altura de acordo com uma equação análoga,, determine o valor de z0. 
Dica: Este problema requer uma integração. Qual o peso de uma coluna de ar que vai da altura 0 até z0?
(b) Qual é a densidade do ar no topo do Monte Everest, que fica a 8882 m acima do nível do mar? A que porcentagem da densidade ao nível do mar isso corresponde? 
 
 Figura 1, exercício 3 Figura 2, exercício 4
 
 Figura 3, exercício 6 Figura 4, exercício 7