Lista de Exercicios Fisica 2 - Fluídos

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Lista de exercícios de Física II - Fluídos
Professora Fernanda Lopes Sá
1 - Um tubo em U simples contém mercúrio. Quando 11,2 cm de água são derramados no 
ramo direito, a que altura sobe o mercúrio no lado esquerdo, com relação ao seu nível 
inicial? R: d=0,411cm
2 - Dois recipientes cilíndricos idênticos, cujas bases estão no mesmo nível, contém um 
líquido de densidade r. A área de cada base é A, mas em um dos recipientes a altura do 
líquido é h1, e no outro, h2. Determine o trabalho realizado pela gravidade para 
equalizar os níveis quando os dois recipientes são conectados. R: W=rAg (h1-h2)²/4
3 - O pistão grande de uma prensa hidráulica tem um raio de 20cm. Que força deve ser 
aplicada ao pistão pequeno, de 2cm de taio, para que no maior se possa sustentar ou 
elevar um carro de 1500kg? R: 147N
4 – A tração num fio que sustenta um bloco sólido abaixo da super fície de um 
líquido (de densidade maior do que a do sólido), é T0 quando o vasilhame que 
o contém está em repouso. Mostre que a tração T, aplicada quando o 
vasilhame sofre uma aceleração a, em sentido vertical para cima, é dada por 
T0(1+a/g).
5- Um bloco de madeira flutua na água com 0,646 do seu volume submerso. No óleo, 
0,918 do seu volume fica submerso. Determine a densidade (a) da madeira e (b) do óleo.
a) r = 646x10³ kg/m³ b) r = 704x10³ kg/m³
6 – Uma amostra de cobre (densidade relativa de 9,0) está pendurada num dinamômetro 
e mergulhada na água. Sendo de 500g a massa da atmosfera, qual a leitura do 
dinamômetro? R: 4,36N
7 - Quando uma pedra de 60 N é pendurada num dinamômetro e mergulhada em água, 
o dinamômetro acusa 40N. Qual a densidade relativa da pedra?
8 – Uma atmosfera sólida, de material desconhecido, pesa 5N no ar e 4,55N quando 
mergulhada na água.
a) Qual da densidade do material? R: 11,1x10^{3}kg/m³
b) De que material é possivelmente, a amostra?R: chumbo
9 – Um corpo flutua na água com 80% do seu volume imerso. O mesmo corpo, colocado 
em outro líquido, flutua com 75% do seu volume imerso. Determine a densidade do 
corpo e densidade relativa do líquido. R: 800kg/m³; 1,11
10 – Um certo balão de hélio é capaz de suspender a barquinha e a carga, que pesam no 
total 2000N, em condições, a densidade do ar é de 1,29kg/m³ e a do hélio é de 
0,178kg/m³. Que volume, no mínimo, tem o balão? R:183m³
11 - Um objeto cúbico cuja aresta mede L=0,608 m e cujo peso 
P=4.450N, no vácuo pende da extremidade de um fio dentro de 
um tanque aberto cheio de um líquido de densidade 944kg/m³, 
como mostra a figura abaixo.
a) Determine a força total para baixo exercida pelo líquido e pela 
atmosfera, no topo do objeto. R: 38,4kN 
b) Determine a força total para cima, aplicada no fundo do objeto. 
R: 40,5kN 
c) Determine a tensão no fio R: 2,37 kN
d)Calcule a força de empuxo sobre o objeto, aplicando o princípio 
de Arquimedes. Que relação existe entre essas três quantidades? R: 
E=2,08kN
 
12 - Um sifão é um dispositivo para remover líquidos de um 
recipiente que não pode ser tombado. Ele funciona como mostra a 
figura abaixo. O tubo deve ser inicialmente cheio, mas tão logo isso 
tenha sido feito, o líquido escoará até que seu nível paire abaixo da 
abertura do tubo em A. O líquido tem densidade e viscosidade 
desprezível. 
(a) Com que velocidade o líquido sai do tubo em C?
(b) Qual é a pressão no líquido no ponto máximo B? 
(c) Qual é a maior altura possível h1, a que um sifão pode fazer subir 
a água? R: h=10,3m
13 - A água represada por um dique tem 15,2 m de 
profundidade. Um cano horizontal de 4,30 cm de diâmetro 
passa através do dique 6,15 m abaixo da superfície da água, 
como ilustra a Fig. 34. A extremidade do cano no lado seco 
do dique está tampada. 
a) Calcule a força de atrito entre a
 parede do cano e a tampa. R: F=87N
b) A tampa é removida. Qual o volume de água que escoa pelo cano
 em 3 horas? R: V=170m³
14 – Se você pode usar um canudo de altura máxima 4 cm para beber uma limonada de 
densidade 1000kg/m³, qual a pressão manométrica mínima que você pode produzir em 
seus pulmões? R:-3,9x10^{-3}atm.
15 – Uma fundidora de ferro, contendo um certo número de cavidades, pesa 6.000N no 
ar e 4.000N na água. Qual é o volume das cavidades da fundidora? A densidade do ferro 
é 7,87q/cm³. R:0,126m³
16 – Qual é a aceleração de um balão de ar quente que sobe, se a razão entre a 
densidade do ar externa ao balão e a interna é 1,39? Despreze a massa do material de 
que é feito o balão?
17 – Um grande tanque de água tem um 
sangradouro à distância h da superfície livre. O 
sangradouro é provido de pequeno tubo 
horizontal. Estimar a distância x que o jato de 
água alcança. 
R: 2√h(H-h)
18 – Uma sala tem peso de dimensão 3.5m e 4.2m e altura 2.4m.
a) Qual o peso do ar no interior da sala? R: 418 N
b) Que força a atmosfera exerce no chão da sala? R: 1,5x10⁶ N
19 – Um mergulhador raciocina que, se um respirador de 20cm funciona, um de 6m 
também funcionaria. Se ele utilizar um tubo como esse, qual seria a diferença de pressão 
Δp entre a pressão externa sobre ele e a pressão do ar em seus pulmões? Ele se 
encontraria em perigo?
20 – Um tubo U contém dois líquidos em equilíbrio estático, água de densidade ρH2O no 
braço direito e óleo de densidade esquerda no braço esquerdo. Medindo as alturas 
encontramos l=135mm e d=12,3mm. Qual a densidade do óleo? 
21 – A ponta de um Iceberg, em linguagem popular expressa uma pequena fração visível 
de alguma coisa que esta em sua maior parte escondida. Para iceberg reais qual é essa 
fração?
22 – Um balão esférico cheio de hélio tem um raio R de 12,0m. O balão, os cabos de 
sustentação e a cesta tem massa m de 196kg. Qual a carga máxima M que o balão pode 
carregar? ΡHel =0,160kg/m³; ρar =1,25kg/m³.
23 – A área AO da seção transversal da aorta de uma pessoa normal em repouso é 3cm² e 
a velocidade do sangue é 30cm/s. Um capilar típico (diâmetro=6μm) tem uma seção 
transversal A igual a 3x10-7 cm² e a velocidade de escoamento v=0.05 cm/s. Quantos 
capilares essa pessoa possui? R= 6x10⁶
24 – Um filete de água saindo de uma torneira se afina em quanto cai. A área da seção 
transversal AO é 1,3cm² e A=0,35cm². Os dois níveis são separados por uma distância 
h=45mm. A que taxa a água flui da torneira? R 34cm³/s
25 – Etanol, de densidade ρ=791kg/m³ flui suavemente através de um cano horizontal 
que se reduz de uma seção transversal de A1 =1,2x10³m² para A2 = A1/2. A diferença de 
pressão entre as seções larga e estreitas no cano é 4,120Pa. Qual a vazão R do etanol?
R= 2,24x10^{-3}m³/s