Exercicios Mec Fluidos Resolvidos

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ONDAS E TERMODINÂMICA – FISICA II 
o EXERCÍCIOS PROPOSTOS 
1. Você compra uma peça retangular de metal com massa igual a 0,0158kg e dimensão de 
5,0x15,0x30,0mm3. O vendedor diz que o metal é ouro. Para verificar se é verdade, você deve 
calcular a densidade média da peça. Qual o valor obtido? Você foi enganado? 
 
 
 
 
 
 
2. Você ganha na loteria e decide impressionar seus amigos exibindo um cubo de ouro de um milhão 
de dólares. O ouro está sendo vendido a $426,60 por onça troy, e uma onça troy equivale a 
31,1035g. Qual seria a altura do seu cubo de um milhão de dólares? 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. 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? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Um tubo cilíndrico de cobre vazio mede 1,50m de comprimento e tem um diâmetro externo de 
3,50cm e um diâmetro interno de 2,50cm. Quanto pesa esse tubo? 
 
 
 
5. Os cientistas encontraram indícios de que Marte pode ter tido outrora um oceano com 0,500km 
de profundidade. A aceleração da gravidade em Marte é 3,71m/s2. (a) Qual seria a pressão 
manométrica no fundo desse oceano, supondo que ele fosse de água doce? (b) A que 
profundidade você precisaria descer nos oceanos da Terra para ser submetido à mesma 
pressão manométrica? 
 
 
6. (a) Calcule a diferença na pressão sanguínea entre os pés e o topo da cabeça de uma pessoa de 
1,65m de altura. (b) Considere um segmento cilíndrico de um vaso sanguíneo de 2,0cm de 
comprimento e 1,50mm de diâmetro. Que força externa adicional esse vaso precisaria suportar nos 
pés em comparação a um vaso semelhante na cabeça dessa pessoa? 
 
7. Um barril contém uma camada de óleo de 0,120m flutuando sobre a água com uma profundidade 
igual a 0,250m. A densidade do óleo é igual a 600kg/m3. (a) Qual é a pressão manométrica na 
interface entre o óleo e a água? (b) Qual é a pressão manométrica no fundo do barril? 
 
 
8. O líquido no manômetro de tubo aberto indicado na 
figura é o mercúrio, y1=3cm e y2=7cm. A pressão 
atmosférica é igual a 980milibares. (a) Qual é a pressão 
absoluta no fundo do tubo em forma de U? (b) Qual é a 
pressão absoluta no tubo aberto a uma profundidade de 
4cm abaixo da superfície livre? (c) Qual é a pressão 
absoluta do gás no tanque? (d) Qual é a pressão 
manométrica do gás em pascals? 
 
9. Um cilindro alto com uma área da seção reta igual a 12cm2 está parcialmente cheio de mercúrio; 
a superfície do mercúrio está 5cm acima do fundo do cilindro. Despeja-se água lentamente sobre o 
mercúrio, e os dois fluidos não se misturam. Que volume de água deve ser acrescentado para dobrar 
a pressão manométrica no fundo do cilindro? 
 
10. Um lago no extremo norte do Yukon está coberto por uma camada de gelo de 1,75m de 
espessura. Calcule a pressão absoluta e a pressão manométrica a uma profundidade de 2,50m no 
lago. 
 
 
11. Um disco cilíndrico de madeira, pesando 45N e com um 
diâmetro de 30cm, flutua sobre um cilindro de óleo de 
densidade 0,850g/cm3. O cilindro de óleo está a 75cm de 
profundidade e tem o mesmo diâmetro que o disco de 
madeira. (a) Qual é a pressão manométrica no topo da coluna 
de óleo? (b) Suponha agora que alguém coloque um peso de 
83N sobre a madeira, e que nenhum óleo passe pela beirada do 
disco de madeira. Qual é a variação de pressão (i) no fundo do 
cilindro de óleo e (ii) na metade do cilindro de óleo? 
 
 
 
12. O pistão de um elevador hidráulico de carros possui um diâmetro igual a 0,30m. Qual é a pressão 
manométrica, em pascals, necessária para elevar um carro com massa igual a 1200kg? 
 
13. Um bloco de gele flutua sobre um lago de água doce. Qual deve ser o volume mínimo do bloco 
para que uma mulher de 45,0kg possa ficar em pé sobre o bloco sem molhar os pés? 
 
 
 
14. Uma amostra de minério pesa 17,50N no ar. Quando a amostra é suspensa por uma corda leve e 
totalmente imersa na água, a tensão na corda é igual a 11,20N. Calcule o volume total e a densidade 
da amostra. 
 
15. Você está preparado um aparelho para uma visita a um planeta recém-descoberto chamado 
Caasi, onde há oceanos de glicerina e cuja aceleração gravitacional na superfície é igual a 4,15m/s2. 
Se o seu aparelho flutua nos oceanos da Terra com 25,0% de seu volume submerso, que 
porcentagem de seu volume estará submersa nos oceanos de glicerina de Caasi? 
 
16. Uma esfera de plástico oca é mantida submersa em um lago de água doce amarrada a uma 
corda presa no fundo do lago. O volume da esfera é igual a 0,650m3, e a tensão na corda é igual a 
900N. (a) Calcule a força de empuxo exercida pela água sobre a esfera. (b) Qual é a massa da esfera? 
(c) A corda se rompe e a esfera sobe até a superfície. Quando ela atinge o equilíbrio, qual é a fração 
do volume da esfera que fica submersa? 
 
 
17. Um bloco de madeira cúbico com aresta de 10cm flutua sobre uma 
interface entre uma camada de água e uma camada de óleo, com 
sua base situada 1,50cm abaixo da superfície livre do óleo. A 
densidade do óleo é igual a 790kg/m3. (a) Qual é a pressão 
manométrica na face superior do bloco? (b) Qual a pressão manométrica na face inferior do bloco? 
(c) Quais são a massa e a densidade do bloco? 
 
18. Uma rocha é suspensa por uma corda leve. Quando a rocha está no ar, a tensão na corda é 
39,2N. Quando a rocha está totalmente imersa na água, a tensão é 28,4N. Quando a rocha está 
totalmente imersa em um líquido desconhecido, a tensão é 18,6N. Qual é a densidade do liquido 
desconhecido? 
 
19. Uma cabeça de chuveiro possui 20 aberturas circulares, cada uma com um raio de 1mm. A 
cabeça do chuveiro é conectada a um cano de raio igual a 0,80cm. Se a velocidade da água no cano é 
3,0m/s, qual é a sua velocidade ao sair pelas aberturas da cabeça? 
 
 
20. A água escoa em um tubo cuja seção reta possui área variável e enche completamente o tubo 
em todos os pontos. No ponto 1, a seção reta possui área igual a 0,070m2 e o módulo da velocidade 
do fluido é igual a 3,50m/s. (a) Qual é a velocidade do fluido nos pontos em que a seção reta possui 
área igual a (i) =0,105m2? (ii) = 0,047m2? (b) Calcule o volume da água descarregada pela 
extremidade aberta do tubo em 1 hora. 
 
21. A água escoa em um tubo cilíndrico cuja seção reta possui área variável. A água enche 
completamente o tubo em todos os pontos. (a) Em um ponto o raio do tubo é igual a 0,150m. Qual é 
a velocidade da água nesse ponto se a vazão volumétrica no tubo é igual a 1,20m3/s? (b) Em um 
segundo ponto a velocidade da água é igual a 3,80m/s. Qual é o raio do tubo nesse ponto? 
 
22. Um tanque selado que contém água do mar até uma altura igual a 11,0m também contém ar 
acima da água a uma pressão manométrica igual a 3atm. A água escoa para fora através de um 
pequeno orifício na base do tanque. Calcule a velocidade de efluxo da água. 
 
23. Um pequeno orifício circular com diâmetro igual a 6,0mm e cortado na superfície lateral de um 
grande tanque de água, a uma profundidade de 14,0m abaixo da superfície da água. O topo do 
tanque está aberto para a atmosfera. Ache (a) a velocidade de efluxo; (b) o volume de água 
derramado por segundo. 
 
 
 
 
24. Qual é a pressão manométrica necessária no tubo principal da rua para que uma mangueira de 
incêndio ligada a ele seja capaz de lançar água até uma altura de 15,0m?(Suponha que o diâmetro 
do tubo principal seja muito maior que o diâmetro da mangueira de incêndio). 
 
25. Em um dado ponto de um encanamento cilíndrico horizontal, a velocidade da água é igual a 
2,50m/s e a pressão manométrica é igual a 1,80x104Pa. Calcule a pressão manométrica em um 
segundo ponto do encanamento sabendoque o diâmetro do cano no segundo ponto é igual ao 
dobro do diâmetro do primeiro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
26. Um sistema de irrigação de um campo de golfe descarrega a água de um cano horizontal à taxa 
de 7200cm3/s. Em um ponto do cano em que o raio é 4,0cm, a pressão absoluta da água é 
2,40x105Pa. Em um segundo ponto do cano, a água passa por uma constrição, onde o raio é 2,0cm. 
Qual é a pressão absoluta da água ao passar por essa constrição?