Lista 3 - UNICAMP - Hidrostatica

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Física Geral II 
Profa. Ana Luiza C. Pereira 
 
 
 
3ª Lista de Exercícios – Fluidos I - Hidrostática 
 
1) Quantos metros cúbicos de hélio são necessários para levantar um balão com carga total de 
400kg a uma altura de 8.000 m? Considere He = 0,179 kg/m
3. Assuma que o balão mantém o 
volume constante e que a densidade do ar decresce com a altitude z de acordo com 
ar = 0 e
-z/8000
 onde z está em metros e 0 = 1,20 kg/m
3 é a densidade do ar ao nível do mar . 
 
2) Os icebergs são imensos blocos de gelo formados por água pura, 
que flutuam sobre os oceanos de água salgada. Sabendo que a 
densidade do gelo puro é ~ 0,920 g/cm³, e a densidade da água 
do mar é ~ 1,025 g/cm³, calcule quanto por cento do volume de 
um iceberg fica para fora d’água. 
 
3) Qual seria a altura da atmosfera se a massa específica do ar: 
(a) fosse uniforme? 
(b) Diminuísse linearmente até zero com a altura? 
Suponha que ao nível do mar a pressão do ar é 1,0 atm e a densidade do ar é 1,3 kg/m3. 
 
4) A esfera 1 da figura, de densidade ρ = 0.7 g/cm3, tem 
raio r e está presa embaixo d’água por um fio. A 
esfera 2, de densidade ρ = 1.2 g/cm3 tem o mesmo 
raio r da esfera 1 e é suspensa embaixo d’água por 
um fio. Note que a densidade da água nestas 
unidades é 1.0 g/cm3. Qual é a razão entre as tensões nos fios 1 e 2, T1/T2? 
 
5) Uma esfera oca de raio interno 8,0 cm e raio externo 9,0 cm flutua com a metade do volume 
submerso em um líquido de densidade 800 kg/m3. Calcule a densidade do material de que é 
feita a esfera. 
 
6) Quando apresentou seu princípio, Pascal fez uma demonstração 
dramática. Ele inseriu um tubo longo e fino, de diâmetro d = 0,6 cm, 
verticalmente num barril fechado como mostra a figura. A tampa do 
barril tem um diâmetro D = 50 cm. Depois de preencher o barril com 
água, ele continuou preenchendo o tubo com água. Quando a altura da 
coluna de água no tubo atingiu uma altura h = 12 m, o barril explodiu. 
(a) Calcule a força exercida sobre a tampa em virtude do aumento de 
pressão (imediatamente antes da explosão). (b) Que massa de água 
neste tubo causou a pressão que arrebentou o barril? 
1 2 
 
7) Na figura, uma mola de constante elástica 3,00 x 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 êmbolo de saída tem uma área 18,0 Ae. 
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? 
 
8) Um corpo tem um “empuxo neutro” quando sua densidade é igual à do líquido no qual está 
mergulhado, o que significa que ele nem flutuará e nem afundará. Se a densidade média de um 
mergulhador de 85 kg é 0,96 kg/l, qual é a massa de chumbo (Pb = 11,3 x 10
3 kg/m3) que deve 
ser acrescentada para que ele passe a receber um empuxo neutro? 
 
 
 
 
 
 
 
Respostas 
 
1) 1,52 x 103 m3 
2) 10,3% 
3) (a) 7,9 km (b) 16 km 
4) 3/2 
5) 1,3 x 103 kg/m3 
6) (a) 15 kN , (b) 0,34 kg 
7) 8,50 kg 
8) 3,9 kg