Lista de exercícios 1 - Física 2

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Lista de Exercícios Nº 1: Estática de Fluidos 
Disciplina: BLU6109 - Física II 
Semestre: 2017.1
Turma: Engenharia de Controle e Automação (02754)
Prof. Daniel Almeida Fagundes
Questões
1. Três líquidos imiscíveis são despejados em um recipiente cilíndrico. Os volumes e massas
específicas dos líquidos são: (i) 0,50L e 2,6 g/cm3; (ii) 0,25L e 1,0 g/cm3; (iii) 0,40L e 0,80 g/cm3. Qual
a força total exercida pelos líquidos sobre o fundo do recipiente? (Ignore a contribuição da pressão
atmosférica.)
R. 18 N
2. Duas esferas uniformes, uma de chumbo e a outra de alumínio, possuem a mesma massa. Determine
a razão entre o raio da esfera de alumínio e da esfera de chumbo. Inteprete fisicamente o resultado. 
R. 1,6
3. Um tubo cilíndrico de cobre oco mede 1,50 m de comprimento, tem diâmetro externo 3,50 cm e
diâmetro interno 2,50 cm. Quanto pesa esse tubo?
R. 61,6 N
4. Você calibra os pneus do carro com 28 psi. Mais tarde, mede a pressão arterial, obtendo a leitura de
12/8 em cmHg. Sabendo que no SI pressões são medidas em pascal (Pa) - ou seus múltiplos com o
quilopascal (kPa) – determine, em kPa: (a) a pressão dos pneus de seu carro e (b) sua pressão arterial.
R. (a) 190 kPa (b) 15.9 kPa / 10.6 kPa
5. A janela de um escritório possui 3,4 m de largura e 2,1 m de altura. No momento de uma tempestade
a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para 0,96 atm, enquanto que dentro do edifício a pressão
permace em 1,0 atm. Determine o módulo da força que empurra a janela para fora por causa dessa
diferença de pressão.
R. 2,9x104 N 
6. Se a força sobre a membrana do tímpano aumentar cerca de 1,5 N acima da força exercida sobre ela
à pressão atmosférica, a membrana pode ser lesionada. Quando você mergulha no oceano, abaixo de
qual profundidade seu tímpano poderia começar a ser lesionado? O tímpano normalmente possui 8,2
mm de diâmetro. (Assuma para a água do mar )
R. 2,8 m
7. Calcule a diferença de pressão entre a pressão arterial no cérebro e no pé de uma pessoa com 1,83 m
de altura. Assuma que a densidade do sangue vale 1,06x103 kg/m3. Compare o resultado obtido como
os da questão 2 e comente: (i) como essa pressão se compara à pressão nos pneus do automóvel?; (ii) a
estimativa obtida é condizente com típicos da pressão arterial?
R. 1,9x104 Pa
8. Na figura ao lado, a porção AC contém mercúrio, BC contém óleo e o
tanque aberto contém água. As alturas indicadas na figura são: ,
 e . e as densidades relativas à água do mercúrio 13,6
(mercúrio) e 0,8 (óleo). Determine a pressão no ponto A (em atm). 
R. pA = 0,75 atm
9. Na figura ao lado um cubo de aresta L = 0,6 m e M = 450 kg encontra-se
suspenso por uma corda em um tanque aberto, o qual contém um líquido de
massa específica 1030 kg/m3. Determine a magnitude do empuxo sobre o cubo. 
R. 2,18 x103 N
10. 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 densidade 800 kg/m3.
(a) Qual a massa da esfera?
(b) Calcule a massa específica do material de que é feita a esfera.
(c) Compare a densidade obtida no item anterior com a densidade do fluido em que ela boia. Porque
razão a esfera flutua?
R. (a) 1,22 kg; (b) 1,3x103 kg/m3
11. Deixa-se cair uma pequena bola a partir do repouso em uma profundidade de 0,60 m abaixo da
superfície em uma piscina com água. Se a massa específica da bola é 0,30 vezes a da água e se a força
de arrasto que a água exerce sobre a bola é desprezível, que altura acima da superfície da água a bola
atinge ao emergir? (Despreze a transferência de energia para as ondas e respingos produzidos pela bola
ao emergir.)
R. 1,4 m
12. A figura ao lado mostra uma bola de ferro suspensa por uma corda (de
massa desprezível) presa em um cilindro que flutua, parcialmente submerso,
com as bases paralelas à superfície da água. O cilindro tem uma altura de 6,0
cm, área da base de 12 cm2, massa específica 0,30 g/cm3 e 2,0 cm de sua altura
estão acima da superfície da água. Qual é o raio da bola de ferro?
R. 9.7 mm
13. O bloco A na figura ao lado é suspenso por uma corda acoplada a uma
balança de mola D e, ao mesmo tempo, encontra-se submersa em um líquido C
dentro de um béquer B. A massa do béquer é 1,00 kg e a massa do líquido é
1,80 kg. A leitura da balança D indica 3,50 kg, enquanto a balança E indica 7,50
kg. Dado que o volume do bloco é 3,80x10-3m3, determine:
(a) A densidade do líquido.
(b) As leituras das balanças se o bloco A for removido do líquido.
R. (a) 1,24x103 kg/m3 (b) D – 8,20 kg e E – 2,80 kg
14. Um bloco de madeira de 10,0 cm de lado flutua entre óleo e água, com a
face inferior do bloco a 1,50 cm abaixo da interface entre os dois líquidos. A
densidade do óleo é 790 kg/m3.
(a) Determine a pressão manométrica na face superior do bloco.
(b) Determine a pressão manométrica na face inferior do bloco.
(c) Determine a massa e a densidade do bloco.
R. (a) 116 Pa (b) 921 Pa (c) 0,821 kg e 821 kg/m3
15. Duas bolas de mesmo raio, r = 10 cm, estão presas uma à outra por um fio curto
de massa desprezível (veja a figura ao lado). A de cima, feita de cortiça, flutua sobre
uma camada de óleo de densidade 0,92 g/cm3. A de baixo, 6 vezes mais densa do
que a de cortiça, está imersa metade no óleo e metade na água.
(a) Determine a densidade da cortiça;
(b) Determine o valor da tensão no fio.
R. (a) 0,2 g/cm3 (b) 10,7 N
16. (a) Um cubo de gelo flutua sobre a água gelada num copo, com temperatura da água próxima de 0º
C. Quando o gelo derrete, sem que haja mudança apreciável da temperatura, o nível da água no copo
sobe, desce ou não se altera? (b) Um barquinho flutua numa piscina; dentro dele estão uma pessoa e
uma pedra. A pessoa joga a pedra dentro da piscina. O nível da água da piscina sobe, desce ou não se
altera? (Três físicos famosos a quem este problema foi proposto erraram a resposta. Veja se você
acerta!).