1 lista de fis teorica 2 hidrosta tica e hidrodina mica gab para alunos

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Universidade Estácio de Sá 
 Física Teórica Experimental II 
 Prof. Dr. Thiago da S. T. Alvarenga 
 
 
 
Hidrostática 
 
Para responder as questões de números 1 e 2 considere uma piscina com as seguintes dimensões: 
comprimento: 50 m; 
largura: 25 m e 
profundidade: 4,0 m, 
completamente cheia de água, de densidade 1000 kg/m3. Adote g . 10 m/s2. 
 
Questão 01 
 O peso da água da piscina vale, em newtons? 
 
Resposta 
P = 5 . 10
7
 N 
 
Questão 02 
A pressão exercida pela água no fundo da piscina vale, em pascals? 
 
Resposta 
p = 0,004 . 107 = 4 . 104 P 
 
 
Questão 03 
Qual a pressão causada por uma força de intensidade 12N aplicada sobre uma superfície retangular de 
dimensões 15cm x 5cm? 
 
Resposta 
P=1600Pa 
 
 
Questão 04 
No elevador hidráulico da figura, o carro de massa 800 Kg está apoiado num êmbolo de área 40 cm
3
. 
 
Calcule a mínima força F que deve ser aplicada no êmbolo de área 8 cm
2
 para erguer o carro. Adote g = 10 
m/s
2
 
Resposta 
 
F1=490,5N 
 
 
 
 
 
 
Questão 05 
 
A ferramenta usada em oficinas mecânicas para levantar carros chama-se macaco hidráulico. Em uma situação é 
preciso levantar um carro de massa 1000kg. A superfície usada para levantar o carro tem área 4m², e a área na 
aplicação da força é igual a 0,0025m². Dado o desenho abaixo, qual a força aplicada para levantar o carro? 
 
Resposta F=6,25N 
 
 
 
Questão 06 
 
Uma esfera de gelo de volume 5cm³ é colocada em um aquário com água. Qual a força exercida pela água sob a 
esfera? Dado: densidade do gelo=0,92g/cm³ e densidade da água=1g/cm³. 
 
Resposta 
Fresultante =0,004N 
 
 
Questão 07 
Em um submarino submerso a 100m abaixo do nível do mar está submetido a uma pressão de 11atm, quando ele sobe 
até uma altura de 50m abaixo do nível do mar qual é a pressão exercida sobre ele? Dados 1 atm=100000Pa, densidade 
da água=1000kg/m³ e aceleração da gravidade=10m/s² 
 
Resposta p=6 atm 
 
 
Questão 08 
Um cubo oco de alumínio apresenta 100g de massa e volume de 50 cm³. O volume da parte vazia é de 10 cm³. A 
densidade do cubo e a massa específica do alumínio são, respectivamente: 
 
Resposta μ=2,5g/cm3 
 
 
Questão 09 
 
Em uma competição esportiva, um halterofilista de 80 kg, levantando uma barra metálica de 120 kg, apoia-se sobre os 
seus pés, cuja área de contato com o piso é de 25 cm2.Considerando g = 10m/s² e lembrando-se de que a pressão é o 
efeito produzido por uma força sobre uma área, e considerando que essa força atua uniformemente sobre toda a 
extensão da área de contato, a pressão exercida pelo halterofilista sobre o piso, em pascal, é de: 
 
Resposta p=800000 Pa 
Questão 10 
Ao misturar dois líquidos distintos A e B, nota-se: 
O líquido A apresenta volume de 20 cm³ e densidade absoluta de 0,78 g/cm³. 
O líquido B tem 200 cm³ de volume e densidade absoluta igual a 0,56 g/cm³. 
Determine em g/ cm³ a densidade apresentada por essa mistura. 
 
Resposta μ= 0,58g/cm3 
 
 
 Questão 11 
Um corpo de massa específica 0,8 g/cm3 é colocado a 5 m de profundidade, no interior de um líquido de massa 
específica 1 g/cm3. Abandonando-se o corpo, cujo volume é 100 cm
3
, sendo g = 10 m/s
2
, a altura máxima acima da 
superfície livre do líquido alcançada pelo corpo vale: 
Obs.: Desprezar a viscosidade e a tensão superficial do líquido. 
 
Resposta 
(S-S0)=1,25m 
 
Questão 12 
Um cubo de madeira de 10 cm de lado flutua na água. Se a densidade da madeira é de 0,2g/cm³, o volume que está 
fora da água é de: 
 
 
Resposta 
 
3800fora da águav cm
 
 
 
Questão 13 
Suponha que uma caixa d’água de 10 metros esteja cheia de água cuja densidade é igual a 1 g/cm
3
. A pressão 
atmosférica na região vale 10
5
 Pa e g é igual a 10 m/s
2
. Calcule a pressão, em Pa, no fundo da caixa d’água e marque a 
opção correta. 
 
Resposta 
P=2 .105 Pa 
 
Questão 14 
Calcule em atm a pressão a que um submarino fica sujeito quando baixa a uma profundidade de 100 metros. 
Para a água do mar adote que a densidade vale 1000 kg/m
3
. 
 
Resposta p= 11atm 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 15 
 
 Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m3 é colocado totalmente dentro da água (d = 1 kg/L). 
 
 
 
a) Qual é o valor do peso do objeto ? 
 
b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce no objeto ? 
 
c) Qual o valor do peso aparente do objeto ? 
 
d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto. 
 
(Use g = 10 m/s2.) 
 
Resposta 
a) P= 100N 
 
b) E = 20N 
 
c) Paparente = 80N 
 
d) (afundará, pois P > E) 
 
 
Questão 16 
 
Três frascos de vidro transparentes, fechados, de formas e dimensões iguais, contêm cada um a mesma massa 
de líquidos diferentes. Um contém água, o outro, clorofórmio e o terceiro, etanol. Os três líquidos são incolores e não 
preenchem totalmente os frascos, os quais não têm nenhuma identificação. Sem abrir os frascos, como você faria 
para identificar as substâncias? 
A densidade (d) de cada um dos líquidos, à temperatura ambiente, é: 
d(água) = 1,0 g/cm
3
d(clorofórmio) = 1,4 g/cm
3
d(etanol) = 0,8 g/cm
3
 
 
Resolução: 
 
A partir da expressão que permite calcular densidades (d = m/v), temos m = d . v. 
mágua = dágua . vágua 
mclorofórmio = dclorofórmio . vclorofórmio 
metanol = detanol . vetanol 
No enunciado foi dito que a massa é a mesma. Portanto, o líquido de maior densidade deverá apresentar 
o menor volume. Como o clorofórmio é o que possui a densidade maior (1,4 g/cm3) então ele seria o que 
teria o menor volume. Já o volume do etanol seria o maior, e o da água seria intermediário. A ilustração a 
seguir nos fornece uma representação dos três frascos: 
 
 
Questão 17 
Em um recipiente há um líquido de densidade 2,56g/cm³. Dentro do líquido encontra-se um corpo de volume 
1000cm³, que está totalmente imerso. Qual o empuxo sofrido por este corpo? Dado g=10m/s² 
 
Resposta E=25,6N 
 
 
 
Hidrodinâmica 
 
Questão 18 
 
Por um tubo de 10 cm de diâmetro interno passam 80 litros de água em 4 s. Qual a velocidade de escoamento 
da água? 
Resposta v=255 m/s 
 
 
Questão 19 
 
 Por um tubo de 0,4 m de diâmetro passam 200 litros de água por segundo. O tubo sofre um estreitamento e 
passa a ter 0,3 m de diâmetro. Determine a velocidade da água nas duas partes do tubo. 
Resposta v2=2,97 m/s 
 
 
 
Questão 20 
 
Um tubo A tem 10 cm de diâmetro. Qual o diâmetro de um tubo B para que a velocidade do fluido seja o 
dobro da velocidade do fluido no tubo A? 
Resposta D2= 7,0711 cm 
 
 
Questão 21 
Dois manômetros, A e B, são colocados num tubo horizontal, de seções variáveis, por onde circula água à 
velocidade de 1,2 m/s e 1,5 m/s, respectivamente. O manômetro colocado em A registra 24 N/cm
2
. Calcule a pressão 
registrada pelo manômetro em B. (Dado: dágua 1 g/cm
3
.) 
 
Resposta p2=239595 N/m
2
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Questão 22 
 
Em 5 minutos, um carro-tanque descarrega 5 000 litros de gasolina, através de um mangote cuja seção 
transversal tem área igual a 0,00267 m
2
. (Vide figura.) Pergunta-se: 
a) Qual a vazão volumétrica média desse escoamento, em litros por segundo? 
b) Considerando os dados indicados na figura e g 10 m/s2, qual a vazão volumétrica, em litros por segundo, no 
início do processo de descarga do combustível? 
c) O valor obtido no item b deve ser maior, menor ou igual ao do item a? 
 
Resposta 
a) R=16,7 litros/s 
b) R=20,8 litros/s 
c)No inicio a vazão é maior, pois h é maior 
Questão 23 
 
O tubo da figura tem 50 cm de diâmetro na seção A e 40 cm na seção B. A pressão em A é 2.10
5
N/m2. O óleo 
transmitido por este tubo tem massa específica igual a 0,8 g/cm3 e sua vazão é de 70 litros por segundos. 
a) Calcule VA e VB. 
Resposta vB=0,56 m/s 
 
b) Calcule a pressão no ponto B. 
Resposta pB=175926,4 Pa