LISTA DE EXERCICIOS # 1 Fisica Teorica e Experimental II CCE0848

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LISTA DE EXERCÍCIOS # 1 – FISICA TEÓRICA E EXPERIMENTAL II CCE0848 
1) Você decide levar um pedregulho que encontrou na praia para sua casa. Ele pode ser 
considerado um cubo de 10 centímetros de cada lado. Sabendo que se trata de uma pedra de 
granito que possui uma massa específica de 2,7 g/𝑐𝑚3, qual sua estimativa para o peso dessa 
pedra (considerar g = 10 m/𝑠2). 
( ) 2,7 kg 
( ) 27 kg 
( ) 2,7 N 
( ) 27 N 
( ) 270 N 
 
2) Rochas são muitas vezes usadas ao longo das costas marinhas para prevenir a erosão. Se você 
precisa construir uma barreira de rochas com cerca de 32 toneladas e sabendo que na região há 
disponibilidade de rochas do tipo basalto que possuem massa específica de 3200 kg/𝑚3, qual o volume 
de rochas que deverá ser transportado para o local onde será construído a barreira? 
( ) 0,1 𝑚3 
( ) 1 𝑚3 
( ) 10 𝑚3 
( ) 100 𝑚3 
( ) 1000 𝑚3 
 
3) Um bloco cúbico dourado é oferecido para você por um amigo que pede R$ 4.000,00 pelo mesmo 
dizendo que é uma pepita de ouro extraída da África do Sul. Seu amigo não sabe que você é um 
excelente estudante de engenharia. Você pega suas apostilas do seu curso e descobre que o ouro tem 
uma massa específica de cerca de 20 g/𝑐𝑚3 . Você acessa o Google e descobre que a cotação do ouro 
naquele momento é de cerca de R$ 120 por grama. Você mede o bloco e ele possui cerca de 2 cm em 
cada aresta e usando uma balança comum observa que a massa é de 40 gramas. Qual das alternativas 
abaixo representa sua melhor decisão para a oferta do seu amigo? 
( ) compro o bloco porque vou ter um lucro de R$ 800 na revenda 
( ) compro o bloco porque há mais ouro no bloco que o mostrado pela balança 
( ) não compro o bloco porque o preço pedido pelo seu amigo é muito maior que o do mercado 
( ) não compro o bloco porque ele não é ouro 
( ) não compro o bloco porque o lucro com a operação de revenda é muito pequeno 
 
4) Qual das alternativas abaixo representa aproximadamente a quantidade de óxido de ferro (massa 
específica de 5 g/𝑐𝑚3) que precisam ser adicionadas a 100 kg de água (massa especifica de 1000 kg/𝑚3) 
para que a lama resultante tenha uma massa especifica de 2,0 g/𝑐𝑚3? 
( ) 0,166 𝑘𝑔 
( ) 1,66 𝑘𝑔 
( ) 16,6 kg 
( ) 166 𝑘𝑔 
( ) 1660 kg 
 
5) Um submarino está totalmente submerso a cerca de 300 metros de profundidade em águas cuja 
densidade é 1,03 (massa específica da água a 4°𝐶 é 1000 𝑘𝑔/𝑚3). Considerando que a variação da 
densidade da água pode ser considera desprezível e que a pressão atmosférica local é de cerca de 
101.000 Pa, qual das alternativas representa aproximadamente o valor da pressão absoluta que o 
submarino está submetido? (g=10 m/𝑠2) 
( ) 3090 𝐾𝑃𝑎 
( ) 3090000 𝐾𝑃𝑎 
( ) 3191 𝐾𝑃𝑎 
( ) 3191000 𝐾𝑃𝑎 
( ) 3101 𝐾𝑃𝑎 
 
6) Um submarino controle a sua estabilização em uma determinada profundidade no mar controlando o 
bombeio de água externa para dentro dos seus tanques internos (tanques de lastro). Qual das 
alternativas abaixo representa o fenômeno físico que está sendo utilizado para manter esse equilíbrio? 
( ) equilíbrio da pressão estática externa com o peso total do submarino 
( ) equilíbrio do empuxo com o peso dos tanques de lastro 
( ) equilíbrio da pressão estática externa com o empuxo 
( ) equilíbrio do empuxo com a pressão interna do submarino 
( ) equilíbrio do empuxo com o peso total do submarino 
 
7) Os modernos balões são feitos com enchimento de gás hélio. Sabendo que a massa especifica do ar 
tipicamente é de 1,16 kg/𝑚3 (pode-se considerar constante para esse caso) e a do hélio é cerca de 1/7 
desse valor, qual das alternativas abaixo representa o peso máximo da carga útil que pode ser levantada 
por um balão que contenha cerca de 300𝑚3 de enchimento de hélio gás e que tenha um peso da sua 
estrutura (cesto, amarras e do próprio involucro que armazena o hélio) seja de 2000 N (não desprezar o 
peso da massa de hélio e considerar g = 10 m/𝑠2). 
( ) cerca de 100 N 
( ) cerca de 1000 N 
( ) cerca de 10000 N 
( ) cerca de 100000 N 
( ) o empuxo já não é suficiente para levantar qualquer carga útil adicional 
 
8) Um iceberg flutua na água do mar com parte submersa e parte visível e exposta no ar. Tipicamente a 
massa específica do gelo que forma o iceberg e a água do mar são respectivamente 917 kg/𝑚3 e 1042 
kg/𝑚3 (podemos considera-las constante). Sob essas condições e considerando que o empuxo do ar 
referente a parte exposta do iceberg pode ser desprezada, qual das alternativas abaixo representa 
aproximadamente a proporção do volume submerso do iceberg em relação ao volume total? 
( ) 13% 
( ) 88% 
( ) 91% 
( ) 4,2% 
( ) não é possível calcular-se essa proporção com os dados informados 
 
9) Qual das alternativas abaixo melhor representa o valor de 30 milhas/hora para o mesmo valor em 
metros por segundo (considera que uma milha equivale a 1609 m)? 
( ) 0,4 m/s 
( ) 3,4 m/s 
( ) 13,5 m/s 
( ) 15,5 m/s 
( ) não é possível calcular-se essa proporção com os dados informados 
 
10) Uma das formas de apresentar a massa especifica de um fluido é usar o volume em litros e não em 
𝑚3. Sabendo que um 1 𝑚3 possui 1000 litros e que a massa especifica típica do mercúrio é 13,6 g/ml, 
qual das alternativas abaixo representa o peso que teriam 2 litros de mercúrio (considerar g = 10 m/𝑠2)? 
( ) 13,6 kg 
( ) 27,2 kg 
( ) 13.600 kg 
( ) 27.200 kg 
( ) nenhuma das anteriores 
 
11) Um cientista fazendo um experimento de escoamento de canais abertos concluiu que a vazão (Q em 
𝑚3/𝑠) que escoava por sobre uma obstrução colocada no canal era proporcional à altura da lamina 
d´agua (H em metros), da aceleração da gravidade (g em m/𝑠2) e de uma constante que dependia do 
formato da obstrução (B). O resultado da análise do experimento permitiu que o cientista deduzisse a 
equação que rege esse escoamento com base nesses parâmetros como: 
Q = 
2
3
 .B. 𝐻
3
2. √2𝑔 
Qual das alternativas abaixo representa a unidade de engenharia da constante B? 
( ) m 
( ) 𝑚2 
( ) 𝑚 𝑠⁄ 
( ) 𝑚
2
𝑠⁄ 
( ) 𝑠 𝑚⁄ 
 
12) O coeficiente, número ou módulo de Reynolds (abreviado como Re) é um número 
adimensional usado em mecânica dos fluidos para o cálculo do regime de escoamento de 
determinado fluido sobre uma superfície. É utilizado, por exemplo, em projetos de 
tubulações industriais e asas de aviões. Um aluno tentando repetir o experimento realizado por 
Reynolds para escoamento em dutos circulares observou que Re dependia da velocidade do 
escoamento (v em m/s), do diâmetro D da linha (em m), da massa especifica do fluido que estava sendo 
escoado (𝜌 em kg/𝑚3) e de uma outra grandeza (X) que não conseguiu identificar. O experimento 
permitiu identificar a equação que representava o escoamento como: 
𝑅𝑒 = 
𝜌.𝑣.𝐷
𝑋
 
Utilizando a análise dimensional identifica qual das alternativas abaixo representa as unidades de 
engenharia para a grandeza X? 
( ) 
𝑚.𝑠
𝑘𝑔
 
( ) 
𝑚2.𝑠
𝑘𝑔
 
( ) 
𝑘𝑔
𝑚.𝑠
 
( ) 
𝑘𝑔
𝑚2.𝑠
 
( ) nenhuma das anteriores 
 
13) A ilha da Groelândia no hemisfério Norte tem aproximadamente 840.000 milhas quadradas de área 
sendo que aproximadamente 85% está coberta com gelo com uma espessura média de 1500 metros. 
Qual das alternativas melhor representa a massa de gelo sobre essa superfície sabendo que a massa 
específica do gelo é 0,917 g/ml (considere que uma milha tem 1609 metros, 1 kg=1000 g e 1 l = 1000 ml 
e 1 𝑚3 = 1000 l)? 
( ) 2,99.1018 kg 
( ) 2,54.1018 kg 
( ) 1,58.1015 kg 
( ) 1.86.1015 kg 
( ) 2,54.1015kg 
 
14) Na famosa experiência do barômetro, Torricelli emborcou um tubo capilar totalmente cheia com 
mercúrio (massa específica de 13600 kg/𝑚3) dentro de uma bacia também cheia com mercúrio e 
observou que o nível do mercúrio na proveta ficou estabilizado a 76 cm indicando que essa coluna de 
liquido representava o valor da pressão atmosférica local. Se ele tivesse utilizado tetracloreto de carbono 
(massa específica de 1589 kg/𝑚3), qual das alternativas abaixo representaria a altura dessa coluna 
(utilize g=10 m/𝑠2)? 
 
( ) 6500 m 
( ) 650 m 
( ) 65 m 
( ) 6,5 m 
( ) 0,65 m 
 
15) Um fluido newtoniano é um fluido onde o atrito interno interno entre suas camadas é constante para 
diferentes taxas de cisalhamento e não variam com o tempo. Como denomina-se essa constante de 
proporcionalidade e dê dois exemplos de fluidos cujo comportamento pode ser enquadrado nessa 
classificação. 
16) A pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio 
termodinâmico com o líquido que lhe deu origem. Com base nessa explanação explique porque a 
temperatura de ebulição na água nas regiões montanhosas é menor que ao nível do mar. 
17) O Teorema de Stevin menciona que “A diferença de pressão entre dois pontos de um liquido em 
equilíbrio é igual ao produto da diferença de nível entre os dois pontos pelo peso especifico de liquido”. 
Com base nessa afirmação discuta porque o líquido quando depositado sobre um recipiente ocupa o 
formato do mesmo e apresenta uma superfície única horizontal. 
 
18) A forca que um liquido exerce sobre o fundo de um 
reservatório independe de sua forma e depende 
unicamente da altura do liquido. Esse é o enunciado do 
Paradoxo Hidrostático. Com base nessa definição 
explique qual dos tanques ao lado irá transbordar 
primeiro ao se abrir a torneira mostrada sobre o tanque 
1. 
. 
 
 
19) O teorema de Pascal define que os líquidos transmitem integralmente a pressão que suportam. Com 
base nessa afirmação explique o funcionamento de um elevador hidráulico. 
 
20) Defina o que é vácuo, qual o valor máximo teórico possível que poderia ser obtido e qual a 
dificuldade técnica para obtê-lo. 
21) Um conduto de 100 mm de diâmetro tem uma descarga de 61/s. Qual a velocidade média de 
escoamento? 
22) Calcular o diâmetro de uma canalização para conduzir uma vazão de 100 1/s, com velocidade 
média do líquido em seu interior de 2 m/s. 
23) Um fluido escoa por um tubo à velocidade média de 3m/s. A pressão no eixo do tubo é de 350 
g*/cm2 e sua altura sobre a referência adotada é de 4,5 m. Calcular a altura da carga total, em metros de 
coluna do fluido, quando este for: a) água; b) óleo (d = 0,80) 
24) Um vacuômetro instalado na canalização de sucção de uma bomba, 1,2 m abaixo desta, acusa uma 
depressão de 178 mm de Hg. 0 diâmetro da canalização é 10 cm e sua descarga de óleo (d = 0,85) é de 
33 1/s. Calcular a altura total de carga neste ponto, tomando como plano de referência o plano da omba 
e expressá-la em: a) m.c. óleo; b) m.c.a. 
25) 0 eixo de uma canalização de 300 mm, cuja descarga é de 170 1/s de água, está 9 m acima do 
plano de referência e sob a altura de carga total de 4,50 m.c.a.. Calcular a pressão absoluta no tubo, 
considerando a pressão atmosférica igual a 10 m.c.a.. 
26) Um conduto e constituído por 2 trechos, com diâmetros de 0,25 e 0,20 m, como mostra a figura 
abaixo. Sabendo-se que a pressão no ponto A é de 1,5 Kgf/cm2 e que a velocidade no trecho de maior 
diâmetro é de 0,6 m/s, calcule a vazão no conduto e a pressão no ponto B. (Supor movimento sem 
atrito). 
 
27) Uma tubulação horizontal transporta 850 1/s de água. Em A tem ela o diâmetro de 450 mm e a 
pressão de 0,700 Kg/cm2; em B, o seu diâmetro é de 900 mm e a pressão de 0,763 Kg/cm2. Calcular a 
perda de carga entre os dois pontos. 
28) Um tubo de 300 mm está ligado por meio de uma redução, a outro de 100 mm, como mostra a figura 
abaixo. 0s pontos 1 e 2 acham-se à mesma altura, sendo a pressão em 1 de 2,1 Kgf/cm2 , Q = 28,3 1/s e 
0,21 Kgf/cm2 perda de energia entre 1 e 2. Calcular a pressão para: a) água ; b) óleo (d = 0,80) 
 
29) 0 diâmetro de uma tubulação aumenta gradualmente de 150 mm em A, a 450 mm em B, estando A 
4,5 m abaixo de B. Se a pressão em A for de 0,7 Kg/cm2 e em B de 0,490 Kg/cm2, e a descarga de 
140,0 1/seg, quais : a) o sentido do escoamento; b) a perda por atrito entre os dois pontos? 
30) Calcule a perda de carga no trecho A-B da canalização da figura abaixo. Dados: - Líquido em 
escoamento = óleo (d = 0,8) e Líquido indicador = Hg (d = 13,6) 
 
31) A canalização inclinada AB, esquematizada na figura abaixo, é composta por 2 trechos de diâmetro 
50 e 75 mm. Analisando o deflexo da coluna de mercúrio do manômetro diferencial e sabendo-se que a 
canalização conduz água a uma vazão de 5 1/s, determine o sentido do escoamento e a perda de carga 
no trecho AB. 
 
da camada convectiva interna é desprezível. Determine a taxa total de transferência de calor e o 
comprimento de tubo necessário para esse processo em regime permanente