LISTA DE EXERCÍCIO - FLUIDOS (RESOLVIDO)

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1 – Duas esferas uniformes, uma de chumbo e outra de alumínio, possuem a mesma massa. Qual é a razão entre o raio da esfera de alumínio e o raio da esfera de chumbo? Considere ρPb = 11,3 x 103 Kg/m3 e ρAl = 2,7 x 103 Kg/m3.
2 – Calcule a diferença hidroestatica entre a pressão arterial no cérebro e no pe de uma pessoa com 1,83 m de altura. A massa especifica do sangue é 1,06 x 10³ Kg/m³ e g=9,8 m/s².
3 – Demonstre que líquidos imiscíveis colocados num tubo em U se dispõem de modo que as alturas, medidas a partir da superfície de separação (interface entre líquidos), sejam inversamente proporcionais as respectivas densidades.
4 - 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 103 kg/m3, determine a massa específica do líquido B (b) Considerando g = 10 m/s2 e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 105 N/m2, determine a pressão no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos. Mostre numericamente que para ambos os lados na altura da linha PA = PB.
(A)
(B)
5 - Um tubo em forma de U está aberto em ambas as extremidades e contêm uma porção de mercúrio. Uma quantidade de água é cuidadosamente derramada na extremidade esquerda do tubo em forma de U até que a altura da coluna de água seja igual a 15,0 cm. Calcule a distância vertical h entre o topo da superfície do mercúrio do lado direito e o topo da superfície da água do lado esquerdo? Dados: ρH20 = 0,998 x 103 kg/m3, ρHg = 13,6 x 103 kg/m3 e g = 9,8 m/s2.
6 - Um tubo em U, aberto em ambos os ramos contém três líquidos não miscíveis: (1) de massa específica 0,8 g/cm3, (2) de massa específica 0,75 g/cm3, e (3) de massa específica 1,0 g/cm3. As superfícies (1) e (2) estão no mesmo nível, como mostra a figura abaixo. Sendo 10 cm a altura da coluna do líquido (1), determine a altura h da coluna do líquido (2). 
7 - Um êmbolo com uma seção reta (a) é usado em uma prensa hidráulica para exercer uma pequena força de módulo f sobre um líquido que está em contato através de um tubo de ligação, com êmbolo maior de seção reta (A). (a) Qual é o módulo F da força que deve ser aplicada ao êmbolo maior para que o sistema fique em equilíbrio? (b) Se os diâmetros dos êmbolos são 3,80 cm e 53,0 cm, qual é o módulo da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para equilibrar uma força de 20 KN aplicada ao êmbolo maior? A = d2π/4
8- A figura representa uma prensa hidráulica. Determine o módulo da força F aplicada no êmbolo A, para que o sistema esteja em equilíbrio.
9 - Em uma prensa hidráulica o pistão maior tem área 50 vezes maior que o pistão menor, para levantar um carro 103 Kg, qual deve ser a intensidade da força, em newtons a ser exercida no pistão menor? Considere g = 9,8 m/s2
 
10 - Uma amostra de minério pesa 17,5 N fora da água. Quando a amostra é colocada totalmente na água e suspensa por uma corda leve, a tensão na corda é igual a 11,20 N. Calcule o volume total e a densidade (massa específica) da amostra. Considere g = 10 m/s2 e ρágua = 1000 Kg/m3.
11 - Uma esfera maciça e homogênea, de massa específica igual a 2,4 g/cm3, flutua mantendo 20% do seu volume acima da superfície livre de um líquido. Determine a massa específica desse líquido em g/cm3.
12 - A figura a seguir mostra uma caixa cúbica de aresta a = 20 cm e massa M = 10 kg, imersa em água, sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao teto. Determine a tração no fio, em newtons. ρh2o = 1000 Kg/m3.
 
13 - Um cilindro metálico, cuja área da base mede A = 10 cm2 e cuja altura mede H = 8 cm, está flutuando em mercúrio. A parte do cilindro mergulhada tem uma altura h = 6,0 cm. Determine: (a) o valor do empuxo sobre o cilindro, (b) o peso do cilindro, (c) o valor da densidade do cilindro. Considere g = 10 m/s2 e ρHg = 13600 Kg/m3.
14 - Qual a fração do volume total de um iceberg que fica aparente (acima do nível da água)? Considere ρH20= 1024 Kg/m3 e ρi= 917 Kg/m3.
15 - Um bloco de madeira flutua em água doce com dois terços (2/3) do volume V submersos e em óleo com 0,90V submersos. Determine a massa específica (a) da madeira e (b) do óleo. Considere ρH20= 1000 Kg/m3
16 - Como parte de um sistema de lubrificação para máquinas pesadas, um óleo de densidade igual a 850 Kg/m3 é bombeado através de um tubo cilíndrico de 8,0 cm de diâmetro a uma taxa de 9,5 L/s. (a) Qual é a velocidade do óleo? (b) Qual é a vazão mássica? (c) Se o diâmetro do tubo for reduzido a 4,0 cm, quais serão os novos valores para a velocidade e vazão volumétrica? Considere o óleo incompressível e 1L = 103 m3.
17 - Uma tubulação com 34,5 cm de diâmetro transporta água a 2,63 m/s. Quanto tempo em minutos será necessário para que 1600 m3 de água sejam descarregados por esta tubulação?
18 - Ar escoa num tubo convergente. A área da maior seção do tubo é 20 cm² e a da menor é 10 cm². A massa específica do ar na seção (1) é 1,2 Kg/m³ enquanto que na seção (2) é 0,9 Kg/m³. Sendo a velocidade na seção 1 de 10 m/s, determinar para a seção 2: a) a velocidade, b) a vazão em massa, c) a vazão em volume.
19 - Um cano horizontal de calibre variável (figura abaixo), cuja seção reta muda de A1 = 1,2 x 10-3m2 para A2 = A1/2, conduz um fluxo de etanol, de massa específica ρ = 791 Kg/m3. A diferença de pressão entre a parte larga e a parte estreita do cano é 421 Pa. Qual é a razão volumétrica RV de etanol?
20 - A água se move com uma velocidade de 5,0 m/s em um cano com uma seção reta de 4,0 cm2. A água desce gradualmente 10m enquanto a seção reta aumenta para 8,0 cm2. (a) Qual é a velocidade da água depois da descida? (b) Se a pressão antes da descida é de 1,5 x 105 Pa, qual é a pressão depois da descida? Considere ρH20 = 1000 Kg/m3.
21 - Um cano com diâmetro interno de 2,5 cm transporta água para o porão de uma casa a uma velocidade de 0,90 m/s com uma pressão de 170 KPa. Se o cano se estreita para 1,3 cm e sobe para o segundo piso, 7,6 m acima do ponto de entrada, quais são (a) a velocidade e (b) a pressão da água no segundo piso? Considere ρH20 = 1000 Kg/m3. Área = πr2. 1 Kpa = 1000 Pa.
 
22 - A água (massa específica = 1000 Kg/m3) que circula numa residência vem do encanamento no solo. A água entra na casa através de um cano de 8 cm de diâmetro com velocidade v = 0.6 m/s e pressão de 4 × 10 5 N/m2. (a) Qual a velocidade da água num cano de 5 cm de diâmetro no 3o andar, a 9 m de altura? (b) Qual a pressão da água no 3o andar?