Prova A1

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Questão 1: (1,5 pt) Um submarino foi feito para suportar pressões de até 100 atm. Qual
é, aproximadamente, a profundidade máxima (em km) que este submarino
pode chegar, sabendo que a densidade da água do mar é 1000 kg/m3 e que
1 atm = 1, 013× 105 Pa?
(A) 0, 01.
(B) 10.
(C) 1000.
(D) 1.
Questão 2: (1,5 pt) Considere as afirmações a seguir:
I. Quando um cano sofre uma redução em seu diâmetro a velocidade e a
pressão aumentam, pois o fluido deve carregar mais energia.
II. O filamento de água que cai de uma torneira afina à medida que cai pois a
pressão externa permanece constante ao passo que a velocidade aumenta.
III. A equação de Bernoulli diz que a quantidade p + 1
2
ρv2 + ρgz é constante
entre quaisquer dois pontos de um fluido.
São CORRETAS:
(A) Apenas a I.
(B) Apenas a II.
(C) I e II.
(D) II e III.
(E) Todas.
(F) Nenhuma.
Questão 3: (3,0 pt) Um bloco de ferro ρFe = 7, 8 × 103 kg/m3 e de massa m = 15, 6 kg está
preso ao teto por um fio ideal e totalmente submerso em água ρa = 1000 kg/m3.
Utilizando os conceitos de estática de fluidos, encontre o que se pede. DADO:
g = 10m/s2.
a) (0,5 pt) Determine a o volume do bloco de ferro.
b) (0,5 pt) Determine o empuxo exercido pela água no bloco.
c) (1,0 pt) Determine a tração no fio.
d) (1,0 pt) Sabendo que o bloco está a 1m do fundo do recipiente, calcule o
tempo que ele demorará para chegar ao fundo após o fio ser cortado.
e) (0,5 pt) Se em vez de água, o bloco estivesse totalmente submerso em
óleo ρo < ρa, como seria a tração no fio em comparação com a calculada
no item c)? JUSTIFIQUE SUA RESPOSTA!
Questão 4: (3,0 pt) Um tubo de Pitot como o da figura (1) é usado para determinar a
velocidade de um fluxo de ar (ρar = 1, 20 kg/m). O fluido manométrico utilizado
é o mercúrio cuja densidade é de ρHg = 13600 kg/m. Sabendo que a diferença
de altura no mercúrio é de ∆h = 10, 0 cm, calcule a velocidade do ar.
Figura 1: Tubo de Pitot.
DESAFIO! (1,0 pt) Em camadas da atmosfera em que o ar pode ser considerado a tempe-
ratura constante, a razão entre a pressão e a densidade é constante conforme
se varia a altura, isto é, p
ρ
= k. Sejam p0 e ρ0 respectivamente a pressão e a
densidade ao nível do mar, mostre que a pressão a uma altura z do solo será
dada por:
p(z) = p0e
−λz
onde λ = ρ0g
p0
.