FG II Lista 03- Fluidos

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Universidade Estadual de Maringá
PROINTE - Programa de Integração Estudantil
3a Lista de Física Geral II
Horários e Local
Terça-feira 18:10 - 19:10 Bloco E90 - Sala 05
Quinta-feira 18:10 - 19:10 Bloco E90 - Sala 05
Sábado 13:30 - 15:30 Bloco E90 - Sala 05
1 - Um recipiente hermeticamente fechado e parcialmente evacuado tem uma tampa com
área de 77 m2 e massa desprezível. Se a força necessária para remover a tampa é de 480 N e a
pressão atmosférica é de 1, 0× 105 Pa, qual é a pressão do ar no interior do recipiente?
2 - Dois recipientes cilíndricos iguais, com as bases no mesmo nível, contém um líquido
de massa específica 1, 30 × 103 kg/m3. A área de cada base é de 4, 00 cm2, mas em um dos
recipientes a altura do líquido é 0, 854 m e no outro 1, 560 m. Determine o trabalho realizado
pela força gravitacional para igualar os níveis quando os recipientes são ligados por um tubo.
3 - Um grande aquário de 5, 00 m de altura está cheio de água doce até uma altura de
2, 00 m. Uma das paredes do aquário é feita de plástico e tem 8, 00 m de largura. De quanto
aumenta a força exercida sobre esta parede se a altura da água é aumentada para 4, 00 m?
4 - Um êmbolo com uma seção reta a é usado em uma prensa hidráulica para exercer
uma pequena força de módulo f sobre um líquido que está em contato, através de um tubo
de ligação, com um êmbolo maior de seção reta A.(a) Qual é o módulo F da força que deve
ser aplicada ao êmbolo maior para que o sistema fique em equilíbrio? (b) Se os diâmetros dos
êmbolos são 3, 80 cm e 53, 0 cm, qual é o módulo da força que deve ser aplicada ao êmbolo
menor para equilibrar uma força de 20, 0 kN aplicada ao êmbolo maior?
5 - Na figura abaixo uma mola de constante elástica 3, 00×104 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 de saída, 18, 0Ae. Inicialmente,
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?
Recipiente
Mola
Viga
6 - Uma esfera oca de raio interno 8, 0 cm e raio externo 9, 0 cm flutua com metade do
volume submerso em um líquido de massa específica 800 km/m3. (a) Qual é a massa da esfera?
(b) Calcule a massa específica do material de que é feita a esfera.
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7 - Que fração do volume de um iceberg (massa específica 917 kg/m3) é visível se ele flutua
(a) no mar (água salgada, massa específica 1024 kg/m3) e (b) em um rio (água doce, massa
específica 1000 kg/m3)?
8 - Uma peça de ferro contendo um certo número de cavidades pesa 6000 N no ar e 4000 N
na água. Qual é o volume total de cavidades? A massa específica do ferro é 7, 87 g/cm3.
9 - A água de um porão inundado é bombeada com uma velocidade de 5, 0 m/s através de
uma mangueira com 1, 0 cm de raio. A mangueira passa por uma janela 3, 0 m acima do nível
da água. Qual é a potência da bomba?
10 - Um grande barril de altura H e área de seção reta A1 está cheio de chopp. O topo
está em contato com a atmosfera. Há uma torneira com abertura de área A2 muito menor do
que a A1 na base do barril. (a) Mostre que, quando a altura do chopp é h, ele sai pela torneira
com uma rapidez aproximadamente igual a
√
2gh. (b) Mostre que, se A2 << A1, a taxa de
variação da altura h do chopp é dada por
dh
dt
= −
(
A2
A1
)
(2gh)1/2 .
(c) Determine h como função do tempo, com h = H para t = 0. (d) Determine o tempo total
necessãrio para esvaziar o barril, se H = 2, 00 m, A1 = 0, 800 m2 e A2 = 1, 00× 10−4A1.
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