FisII APS2 Fluidos Hidrostática e hidrodinâmica (2)

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UNIPAM - CENTRO UNIVERSITÁRIO DE PATOS DE MINAS 
 
Professora: Sandra Nogueira 
Disciplina: Física II 
 
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APS2 – Fluidos. Hidrostática e Hidrodinâmica. 
 
 
1 - A densidade do óleo de soja usado na alimentação é de aproximadamente 0,80 g/cm³ Qual o número 
de recipientes com o volume de 1 litro que se podem encher com 80 kg desse óleo? R: 100 recipientes 
 
2 - Considere que uma prensa aplica sobre uma chapa metálica uma força de 1,0 x 106 N com o intuito de 
gravar e cortar 100 moedas. Supondo que cada moeda possui raio igual a 1cm qual a pressão total da 
prensa sobre a área de aplicação na chapa? R: p = 3,2 x 107 Pa 
 
3 - Um automóvel de massa igual a 942 kg é suspenso por um elevador hidráulico cujo cilindro de 
ascensão tem diâmetro de 20 cm. Calcule a pressão a ser aplicada ao cilindro para manter o automóvel em 
equilíbrio a uma determinada altura. R: p = 3 x 105 Pa 
 
4 - Em uma proveta que contém 100 cm3 de água, é colocada cuidadosamente uma pepita de ouro com 
massa de 152 g. Observa-se que o nível da água aumenta para 108 cm3. Qual a densidade da pepita em 
kg/m³? R: ρ = 19x10³ kg/m³ 
 
5 - Os caminhões ficam maiores a cada dia devido à necessidade de se transportar cargas cada vez 
maiores em menor tempo. Por outro lado, o pavimento (estrada de asfalto ou concreto) precisa ser 
dimensionado para que sua resistência seja compatível com a carga suportada repetidamente. Para um 
pavimento de boa durabilidade, a pressão de 2,0 MPa deve ser suportada. Nessa situação, qual é a 
máxima massa, em kg, permitida para um caminhão que possui cinco eixos com dois pneus em cada eixo, 
cuja área de contato de um pneu é de 200 cm2? 
Dados: g = 10 m/s2. R: m = 4 x 104 kg 
 
6 - O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e 
restaurantes poderão transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, 
segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de 
pó de café jogados no lixo por ano. O estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode 
ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões 
prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim. 
Revista Ciência e Tecnologia no Brasil, nº 155, jan. 2009. 
Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 900 kg/m3. A partir da quantidade de pó 
de café jogada no lixo por ano, determine a produção de biodiesel equivalente em litros. R: V = 1,33 x 106 
L 
 
7 - Um barco flutua de modo que metade do volume de seu casco está acima da linha da água. Quando 
um furo é feito no casco, entram no barco 500 kg de água até o barco afundar. Calcule a massa do barco. 
Dados: dágua = 1000 kg/m3 e g = 10 m/s2 R: m = 500 kg 
 
8 - No dia 20 de abril de 2010, houve uma explosão numa plataforma petrolífera da British Petroleum, no 
Golfo do México, provocando o vazamento de petróleo que se espalhou pelo litoral. O poço está 
localizado a 1500 m abaixo do nível do mar, o que dificultou os trabalhos de reparação. Suponha a 
densidade da água do mar com valor constante e igual a 1,02 g/cm3 e considere a pressão atmosférica 
igual a 1,00 x 105 Pa. Com base nesses dados, calcule a pressão na profundidade em que se encontra o 
poço e assinale a alternativa correta que fornece em quantas vezes essa pressão é múltipla da pressão 
atmosférica. R: p = 154 atm 
 
 
9 - A aparelhagem mostrada na figura abaixo é utilizada para 
calcular a densidade do petróleo. Ela é composta de um tubo em 
forma de U com água e petróleo. 
 
Dados: considere a densidade da água igual a 1000kg/m³ 
Considere h = 4 cm e d = 5 cm. Qual o valor da densidade do 
petróleo, em kg/m³? R: ρ = 800 kg/m³ 
 
 
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10 - Um vaso comunicante em forma de U possui duas colunas da mesma altura h = 30 cm, preenchidas 
com água até a metade. Em seguida, adiciona-se óleo de massa específica igual a 0,70 g/cm³ a uma das 
colunas até a coluna estar completamente preenchida, conforme mostram as figuras abaixo. 
 
 
 
A massa específica da água é de 1,0 g/cm³. Qual será o comprimento da coluna de óleo? R: h = 23 cm 
 
11 - Considere um tubo em forma de U, contendo água, de densidade 1,0 g/cm³, e mercúrio, de densidade 
13,6 g/cm³, em equilíbrio. Sabendo-se que o módulo da aceleração da gravidade local é igual a 10m/s² e 
que a altura da coluna de mercúrio, medida a partir de separação, é de 5,0cm, qual a altura da coluna de 
água, medida a partir do mesmo nível da superfície de separação, em cm? R: h = 68 cm 
 
12 - Um bloco maciço flutua, em equilíbrio, dentro de um recipiente com água. Observa-se que 2/5 do 
volume total do bloco estão dentro do líquido. Desprezando a pressão atmosférica e considerando a 
densidade da água igual a 1,0 x10³ kg/m³, calcule a densidade do bloco. R: ρ = 4,0x10 kg /m³ 
 
13 - A pressão atmosférica é 76 cmHg em um local onde há uma piscina cheia de água, que tem uma 
profundidade de 5,0 m. Calcule a pressão total no fundo da piscina em cmHg e em pascal. R: p = 1,5x10 
N/m² 
 
14 - Um bloco no ar pesa 80 N e na água pesa 60 N. Despreze o empuxo do ar e considere a densidade 
da água 1,0 . 103 kg/m3 e a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s2. Verifique as seguintes 
afirmações. R: VFVVV 
 
( ) a massa do bloco vale 8kg. 
( ) quando o bloco está submerso, o empuxo sofrido por este é de 60 N. 
( ) o volume do bloco é de 2 . 10-3 m3. 
( ) a densidade do bloco é de 4,0 . 103 kg/m3. 
( ) o peso aparente do bloco é de 60 N. 
 
15 - Um líquido ideal preenche um recipiente até certa altura. A 5 metros abaixo de sua superfície livre, 
esse recipiente apresenta um orifício com 2×10-4m2 de área, por onde o líquido escoa. Considerando o 
módulo da aceleração gravitacional g=10m/s2 e não alterando o nível da superfície livre, qual a vazão 
através do orifício, em m3/s? R: Q = 2x 10-3 m³/s 
 
16 - O tubo aberto em forma de U da figura contém dois líquidos não miscíveis, A e B, em equilíbrio. As 
alturas das colunas de A e B, medidas em relação à linha de separação dos dois líquidos, valem 50 cm e 
80 cm, respectivamente. 
 
a) Sabendo que a massa específica de A é 2,0 x 10
3 
kg/m
3
, determine a massa específica do líquido B. R: 
ρ = 1250 kg/m³ 
b) Considerando g = 10 m/s
2 
e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 10
5 
N/m
2
, determine a pressão no 
interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos. R: p = 1,1 x 105 Pa 
 
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17 - Uma piscina possui 10 m de comprimento, 5,0 m de largura e 2,0 m de profundidade e está 
completamente cheia de água. Determine a pressão no fundo da piscina, em N/m
2
. 
Dados: densidade da água = 1,0 × 10
3 
kg/m
3 
pressão atmosférica local = 1,0 × 10
5 
N/m
2 
aceleração da 
gravidade local = 10 m/s
2 
 
R: p = 1,2 x 105 Pa 
 
18 - Uma caixa d'água de área de base 1,2m X 0.5 m e altura de 1 m tem massa 100 kg. Que pressão ela 
exerce sobre o solo? 
 
 a) Quando estiver vazia R: p = 1666,67 Pa 
 b) Quando estiver cheia com água R: p = 1,67 x 104 Pa 
 Dados: ρ H2O = 1 g/cm³, g = 10m/s². 
 
19 – A figura abaixo mostra um líquido escoando por um orifício em um tanque 
de grandes dimensões a uma distância h abaixo da superfície do líquido. O 
tanque é aberto na parte superior. Aplicando a equação de Bernoulli à linha de 
corrente que liga os pontos 1, 2 e 3, calcule a velocidade com que o líquido sai 
do orifício. 
Dados:h = 80cm; g =10m/s² R: v = 16 m/s 
 
 
 
20 - A água se move com uma velocidade de 5 m/s através de um cano com uma área de seção transversal 
de 4 cm² . A água desce 10 m gradualmente, enquanto a área do cano aumenta para 8 cm² . (a) Qual e a 
velocidade do escoamento no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível mais alto for 1.5×105 Pa, qual 
será a pressão no nível mais baixo? R: a) v = 2,5 m/s; b) p = 2,6 x 105 Pa