07 Fluidos Final

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Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA 
Departamento de Ciências Exatas e Naturais – DCEN 
Bacharelado em Ciência e Tecnologia – BCT 
Profa. Erlania Oliveira 
Mecânica dos Fluidos
Um grande pedaço de rolha pesa 0,285 N no ar. Quando mantido submerso dentro d`água por uma balança de mola, como mostra na figura abaixo, a escala indica 0,855 N. Determine a massa específica da rolha.
Sua equipe é encarregada de lançar um grande balão meteorológico de hélio de forma esférica, com 2,5 m de raio e a massa total de 15 kg (balão mais hélio e equipamento). (a) Qual é a aceleração inicial do balão, para cima, quando liberado no nível do mar? (b) Se a força de arraste sobre o balão é dada por FR=, onde r é o raio do balão, é a massa especifica do ar e v é a velocidade de subida do balão, calcule a velocidade terminal do balão em ascensão.
A água escoa a 3,00 m/s em um tubo horizontal sob uma pressão de 200 kPa. A tubulação estreita-se a metade do seu diâmetro original. (a) Qual é a velocidade do fluxo na seção estreita? (b) Qual é a pressão na seção estreita? (c) Como se compara as vazões volumétricas nas duas seções?
Na Figura abaixo, H é a profundidade do líquido e h é a distância entre a superfície do líquido e o cano encaixado no lado do tanque. (a) Encontre a distância x no qual a água atinge o chão como uma função de h e H. (b) Mostre que, para um dado valor de H, existem dois valores de h (cuja média vale H/2), para os quais se obtém a mesma distância x. 
Um recipiente hermeticamente fechado e parcialmente evacuado tem uma tampa com área de 77 cm2 e massa desprezível. Se a força necessária para remover a tampa é 480 N e a pressão atmosférica é 1,0 x105 Pa, qual a pressão do ar no interior do recipiente?
Com a profundidade de 10,9 km, a fossa das Marianas, no oceano Pacífico, é o lugar mais profundo dos oceanos. Em 1960, Donald Walsh e Jacques Piccard chegaram à fossa das Marianas no batiscafo Triest. Supondo que a água do mar tem uma massa especifica uniforme de 1024 kg/m3, calcule a pressão hidrostática aproximada ( em atmosferas ) que o Triste teve que suportar. 
Na figura abaixo, um cubo de aresta L=0,660 m e 450 kg de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa especifica 1030 kg/m3. Determine (a) o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é de 1,0 atm, (b) o módulo da força total exercida sobre a face inferior do cubo e (c) A tensão da corda. (d) Calcule o módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido usando o princípio de Arquimedes. 
O mercúrio é derramado num tubo em forma de U como mostra a figura P14.18a. O braço esquerdo do tubo tem uma área transversal A1 de 10,0 cm2, e o braço direito tem uma área de seção transversal A2 de 5,00 cm2. Em seguida, cem gramas de água é derramado no braço direito, como na Figura P14.18b. (a) Determinar o comprimento da coluna de água no braço direito do tubo em U e (b) Qual a distância h que o mercúrio sobe no braço esquerdo? Uma vez que a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm3? 
Uma bola de Ping-Pong tem um diâmetro de 3,80 cm e densidade de 0,0840 g/cm3. Qual a força necessária para mantê-la completamente submersa na água? 
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?
Uma determinada vila mantém um grande tanque com uma parte superior aberta, com água para emergências. A água pode escorrer do tanque através de um cano de diâmetro de 6,60 cm. O cano termina com um bico de 2,20 cm de diâmetro. Uma rolha de borracha é introduzido no bico e o nível de água no reservatório é mantido 7,50 m acima do bico. (a) Calcule a força de atrito exercida pelo bico sobre a rolha. (b) A rolha é removida. Calcule a quantidade de água que deixa o bico em 2,00 h? 
Figura abaixo mostra um fluxo de água constante de uma torneira de cozinha. Na torneira o diâmetro do fluxo de água é 0,960 cm. A água preenche um recipiente de 125 cm3 em 16,3 s. Encontre o diâmetro do fluxo a uma altura de 13,0 cm abaixo da torneira. 
Elevador Hidráulico. No elevador hidráulico mostrado na figura, qual deve ser a razão entre o diâmetro do braço do recipiente sob o carro e o diâmetro do braço do recipiente onde a força é aplicada para que um carro de 1520 kg possa ser erguido com uma força de apenas 125N? 
Um disco cilindro de madeira, pesando 45 N e com um diâmetro de 30,0 cm, flutua sobre um cilindro de óleo de densidade 0,850 g/cm3. O cilindro de óleo está a 75,0 cm de profundidade e tem o mesmo diâmetro que o disco de madeira. (a) Qual a pressão manométrica no topo da coluna de óleo? (b) Suponha agora que alguém coloque um peso de 83,0 N sobre a madeira, e que nenhum óleo passe pela beirada do disco de madeira. Qual a variação de pressão (i) no fundo do cilindro de óleo e (ii) na metade do cilindro de óleo.
Uma mangueira de incêndio deve poder lançar água no topo de um prédio de 35,0 m de altura quando apontada para cima. A água entra na mangueira com uma taxa constante de 0,500 m³/s e sai por um esguicho redondo. (a) Qual é o diâmetro máximo que esse esguicho pode ter? (b) Se o único esguicho disponível possuir o dobro do diâmetro, qual é o ponto mais alto que a água atingirá?