Lista 2 Fluidos

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MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO PARÁ, CAMPUS TUCURUÍ
FÍSICA II – JERRY ALVES
 Mecânica: estática e dinâmica dos fluidos.
IFPA – Tucuruí – Física II – Departamento de Física
mecânica dos fluidos
(Fuvest-SP) Um cubo homogêneo de alumínio, de 2 m de aresta, está apoiado sobre uma superfície horizontal. Qual é a pressão, em N/m2, exercida pelo cubo sobre a superfície? Densidade do alumínio: 2,7 x 103 kg/m3.
(EFEI-MG) As dimensões de uma piscina de fundo plano horizontal de um clube social são: L1 = 25 m de comprimento e L2 = 10 m de largura. Sabe-se que a água que a enche exerce uma força F = 4,5 • 106 N no seu fundo. Determine a profundidade dessa piscina. Dados: = 1,00 g/cm3 (densidade da água).
(Cesgranrio-R) Você está de pé sobre o chão de uma sala. Seja p a pressão média sobre o chão, debaixo das solas dos seus sapatos. Se você suspendesse um pé, equilibrando-se numa só perna, qual seria a pressão média?
Uma força de 5N é aplicada sobre uma superfície de 0,5 m2, formando um ângulo de 45° em relação a ela. Determine a pressão média exercida.
(UFSC) O recipiente indicado na figura abaixo contém água e óleo. Sabendo que a pressão absoluta, no fundo do recipiente, é de 1,038 • 105 N/m2 e que a pressão atmosférica é igual a 1,0 • 105 N/m2 determine, em cm, a altura x da coluna de água.
Dados: g = 1 000 cm/s2 = 10 m/s2; 𝝁 Óleo = 0,8 . 103 kg/m3; 𝝁 Água = 1,0 . 103 kg/m3.
(ESPM-SP) O tubo em U contém mercúrio, água e óleo, de densidades: dHg = 1 3,6 g/cm3, dA = 1 g/cm3 e dO = 0,8 g/cm3. Determine o valor de h.
(Fuvest-SP) Considere o arranjo da figura a seguir, onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos A e B, de áreas a = 80 cm2 e b = 20 cm2, respectivamente. O sistema está em equilíbrio. Despreze os pesos dos êmbolos e os atritos. Se mA = 4,0 kg, qual o valor de mB? 
Determine o empuxo sofrido por um corpo de 100 cm3 totalmente submerso num líquido de densidade 0,80 g/cm3. Dê a resposta em Newton.
(UFJF-MG) Dentro de uma bacia contendo água está flutuando uma vela acesa, como mostra a figura. Se a vela não tombar dentro da água, poderá ou não queimar até o fim? Justifique sua resposta, com base no Princípio de Arquimedes.
(UFMG) Um bloco de ferro (densidade igual a 7,5 g/cm3), cujo volume é de 12 cm3, está totalmente mergulhado em água, suspenso por um dinamômetro (balança de mola). Nessa situação, qual é a indicação do dinamômetro?
(Fuvest-SP) É frequente, em restaurantes, encontrar latas de óleo com um único orifício. Nesses casos, ao virar a lata, o freguês verifica, desanimado, que após a queda de umas poucas gotas o processo estanca, obrigando a uma tediosa repetição da operação.
a) Por que isso ocorre? Justifique.
b) Calcule a pressão exercida pelo óleo no fundo da lata (g = 10 m/s2). Dados do óleo: altura = 15 cm; densidade = 0,8 g/cm3.
(FCMSC-SP) uma esfera maciça e homogênea flutua na água com 1/4 de seu volume acima do nível da água. Qual é a densidade do material do qual é feita a esfera, em g/cm3?
 (UEPA) Duas esferas metálicas, A e B, de mesmo volume e massas diferentes, estão totalmente imersas na água. Analisando a situação acima, é possível afirmar que o empuxo que a água exerce nas esferas:
é o mesmo nas duas esferas.
é maior na esfera A.
é maior na esfera B.
depende das massas das esferas.
depende da quantidade de água no recipiente.
(B. Ricardo) O diagrama mostra o princípio do sistema hidráulico do freio de um automóvel. Quando uma força é aplicada no pedal, ela é multiplicada por um sistema de alavancas e chega até a área A1 outra força , essa ação também é intensificada e faz surgir uma força em cada uma das partilhas de freio de área A2.
Qual princípio físico explica o funcionamento do sistema hidráulico do freio? B) Supondo que a área 1 de aplicação de força seja 0,1 da área 2 do disco de freio, qual será a razão entre F2 e F1?
Um fluido ideal escoa por uma tubulação de secção reta variável, como mostra a figura ao lado. O fluido passa por S1 com velocidade 6,0 m/s e por S2 com velocidade 30 m/s. Sabendo que a área de S1 é 40 cm2, calcule a área de S2. 
 
 (U.F. Santa Maria - RS) Água, cuja densidade é 103 kg/m3, escoa através de um tubo horizontal, com velocidade de 2 m/s, sob pressão de 2 · 105 N/m2. Em certo ponto, o tubo apresenta um estreitamento pelo qual a água flui à velocidade de 8 m/s. A pressão, nesse ponto, em N/m2, é:
0,5 · 105		c) 1,7 · 105 		e) 8,0 · 105
b) 1,0 · 105		d) 4,2 · 105		
Um tanque, com área de secção transversal S = 0,07 m2, contém água (𝝁 = 103 kg/m3). Um êmbolo, com massa total m = 10 kg, repousa sobre a superfície da água. Um orifício circular, com diâmetro de 1,5 cm é aberto na parede lateral do reservatório a uma profundidade de 60 cm abaixo da superfície da água. Qual é a vazão inicial de água, em litros/s, através do orifício? 
(F. M. Santos-SP) Sendo a velocidade média do sangue capilar 0,05 cm/s e a área da seção transversal do capilar 10-4 mm2. Qual o tempo necessário para a passagem de 1 mm3 de sangue por uma secção transversal qualquer do capilar é um valor mais próximo em horas ?
 (UFPA) A figura abaixo representa um grande reservatório de água de uma represa, com uma canalização nele acoplada, cujas áreas das secções são 900 cm2 em 1 e 600 cm2 em 2.
Admita que a água possa ser considerada um fluido ideal e que escoe em regime permanente. Sabendo-se que a aceleração da gravidade vale 10 m/s2 e que a pressão atmosférica é igual a 105 N/m2, pede-se:
a) a velocidade, em m/s, com que a água flui no ponto 2;
b) a vazão, em m3/s, da água;
c) a pressão, em N/m2, no ponto 1.
Uma bomba de recalque é usada para bombear água para fora de um navio. A mangueira da bomba tem um diâmetro de 3,0 cm e a bomba drena a água, através da mangueira, até a saída, 5 m acima da linha-d'água, abandonando-a com velocidade de 4,0 m/s. Adote para a água 𝝁 = 103 kg/m3 e considere 1 hp = 746 W.
Determine:
a) a vazão de água através da mangueira;
b) a diferença de pressão fornecida pela bomba de recalque;
c) a potência da bomba.
 Um medidor de Venturi tem diâmetro de 10 cm no tubo e de 5,0 cm no estreitamento. A pressão da água no tubo é de 0,85 atm e no estreitamento é de 0,35 atm. Determine a vazão de água em litros/s. Considere 1 atm = 1,0 · 105 N/m2 e 𝝁 água =1,0 · 103 kg/m3.
 Um tubo de Pitot é montado na asa de um avião, para determinar a velocidade da aeronave em relação ao ar. O tubo contém mercúrio (𝝁 = 13,6 · 103 kg/m3) e indica uma diferença de nível de 11 cm. Considerando que g = 10 m/s2 e que a densidade do ar seja 𝝁 = 1,29 kg/m3, qual é a velocidade do avião em relação ao ar, em km/h?
23. Um galpão é coberto por um telhado com área de 400 m2. Um vento forte sopra a 72 km/h sobre esse telhado. O ar dentro do galpão está em repouso e sob pressão de 1 atm. Considere que a densidade do ar seja 𝝁 = 1,29 kg/m3 e adote 1 atm = 1,0 x 105 N/m2. Determine:
a) a diferença de pressão do ar que circunda o telhado;
b) a força resultante que atua sobre ele.
24. Uma asa de avião tem área de 5 m2 e massa de 200 kg. A velocidade do fluxo de ar acima da face superior é de 70 m/s e sob a face inferior, 50 m/s. Considere que a densidade do ar seja igual a 1,29 kg/m3 e adote g = 10 m/s2. Determine:
a) a diferença de pressão entre a face superior e a face inferior da asa;
b) a força de sustentação da asa;
c) a força resultante na asa.