1º Lista - Física II - Anacleto

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Universidade Federal de Campina Grande 
Unidade Acadêmica de Física 
PRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS – FÍSICA II 
 
1. Uma janela de escritório possui as dimensões 3,4m por 2,1m. Em conseqüência da 
passagem de uma tempestade, a pressão do ar externo cai para 0,96atm, mas no interior a 
pressão é mantida a 1,0atm. Qual a força resultante que empurra a janela para fora? 
 
2. Um peixe mantém a sua profundidade em água doce ajustando a quantidade de ar em 
ossos porosos ou em bexigas de ar para fazer a sua massa específica média igual á da 
água. Suponha que, com as suas bexigas de ar murchas um peixe tenha uma massa 
específica de 1,08g/cm
3
. Até que fração do seu volume de corpo expandido o peixe deve 
inflar as bexigas de ar para reduzir a sua massa específica até a da água? 
 
3. Dois vasos cilíndricos idênticos com suas bases no mesmo nível contêm um líquido com 
uma massa específica ρ. A área de cada base é A, mas em um vaso a altura de líquido é h1 
e no outro é h2. Determine o trabalho realizado pela força gravitacional ao igualar os 
níveis quando os dois vasos estiverem interligados. 
 
4. Um objeto cúbico de dimensão L = 0,6m de lado e massa M = 450,0kg é suspenso por 
um fio em um tanque aberto com líquido de densidade ρ = 1030,0kg/m3. (a) Determine a 
intensidade da força total para baixo, exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre a parte 
de cima do objeto, supondo que a pressão atmosférica seja de 1,00atm. (b) Determine a 
intensidade da força total para cima sobre o fundo do objeto. (c) Determine a tração na 
corda. (d) Calcule a intensidade da força de empuxo sobre o objeto usando o princípio de 
Arquimedes. Qual a relação existente entre todas estas grandezas? 
 
 
 
5. Uma esfera oca, de raio interno igual a 8,0cm e raio externo igual a 9,0cm, flutua 
submersa pela metade em um líquido de massa específica 800,0kg/m3. (a) Qual a massa 
da esfera? (b) Calcule a massa específica do material do qual é feita a esfera. 
 
6. Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 1,9cm está ligada a um irrigador 
(parado) que consiste simplesmente em uma carcaça com 24 furos, cada um com 0,13cm 
de diâmetro. Se a água na mangueira possuir uma velocidade 0,91m/s, a que velocidade 
ela sairá dos furos do irrigador? 
L/2 
L 
 
7. A água está escoando com uma velocidade de 5,0m/s através de uma tubulação com uma 
área de seção transversal de 4,0cm
2
. A água desce gradativamente 10m enquanto a 
tubulação aumenta de área para 8,0cm
2
. (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se 
a pressão no nível mais elevado for de 1,5 × 10
5
Pa, qual será a pressão no nível mais 
baixo? 
 
8. Um tanque de grande área é cheio de água a uma profundidade de 0,30m. Um buraco de 
área A = 6,5cm
2
 no fundo do tanque permite que a água seja drenada para fora. (a) Qual a 
vazão de saída da água, em metros cúbicos por segundo? (b) A que distância abaixo do 
fundo do tanque a área da seção transversal da corrente de água é igual à metade da área 
do furo? 
 
9. O ar escoa sobre a parte do alto de uma asa de um avião de área A com velocidade va e 
pelo lado de baixo da asa (também de área A) com uma velocidade vb. Mostre que nesta 
situação simplificada a equação de Bernoulli prevê que a intensidade L da força de 
sustentação dirigida para cima sobre a asa será 
 
),(
2
1 22
ba vvAL  
 
 onde ρ é massa específica do ar. 
 
10. Um tanque está cheio da água até uma altura H. Faz-se um furo em uma das paredes a 
uma profundidade h abaixo da superfície da água. (a) Mostre que a distância x da base do 
tanque até o ponto no qual a corrente resultante atinge o chão é dada por 
).(2 hHhx 
 (b) Seria possível fazer um furo em outra profundidade para produzir 
uma segunda corrente que tivesse o mesmo alcance? Se possível em que profundidade? 
(c) A que profundidade deveria ser colocado o furo para fazer com que a corrente de 
saída atingisse o chão a uma distância máxima da base do tanque? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
H
 
h
 
v
 
x