Lista de Exercícios Hidrostática

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE 
INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE CI ÊNCIAS NATURAIS 
 
Curso: Licenciatura em Ciências da Natureza e Bacharelado em Ciências Ambientais 
Disciplina: Física Geral Código: SCN0128 Turma: CN e CA 
Professora: Dr
a
. Ana Mónica Ferreira-Rodrigues 
Sala 512D Tel.: 2244 5527 e-mail: anarodrigues@unirio.br 
 
Lista de Exercícios Hidrostática 
 
Ref.: 1) Halliday, D., Resnick, R., Walker, J., “Fundamentos de Física”, Vol. 2, 4ª Edição ou superior, editora LTC. 
2) Young, H.D., Freedman, R.A., “Sears & Zemansky Física”, Vol. 2, 12ª Ed. – Editora Pearson & Addison Wesley. 
3) Tipler, P.A., Mosca, G., “Física”, Vol.1 e 2 , 5ª Edição, Editora LTC. 
4) Hewitt, P., “Fundamentos de Física Conceitual” ou “Física Conceitual”, 1ª Edição, Editora Bookmam. 
5) Okuno, E., Caldas, I.L., Chow, C., “Física para ciências biológicas e biomédicas”, 1ª Edição, Editora Harbra. 
 
Responda levando em consideração a precisão dos dados fornecidos no problema! 
 
1) Responda às seguintes questões conceituais: 
a) Dois corpos estão equilibrados conforme a fig.1. Os corpos têm volumes idênticos, mas massas diferentes. O 
equilíbrio será perturbado se o sistema for completamente imerso em água? Explique utilizando também 
relações matemáticas. R.: sim (justifique!!!!) 
 
b) Um certo objeto tem a massa especifica ligeiramente menor do que a da água de forma que flutua quase 
completamente submerso. Porém o objeto é mais compressível do que a água. O que acontece se o objeto 
sofrer um leve empurrão para baixo? R.: será comprimido a sua densidade irá aumentar (justifique!!!!) 
 
 
Fig. 1 
 
 
2) Plasma sanguíneo flui de uma bolsa por um tubo na veia de um paciente, na qual a pressão sanguínea é de 12 
mmHg. A densidade do plasma sanguíneo a 37ºC é de 1,03. Qual a altura mínima que a bolsa deve ter para o 
plasma escoar pela veia? R.: h = 15,8 cm 
 
3) Um balão de hélio ergue uma cesta e uma carga, que correspondem ao peso total de 2000 N sob condições 
normais (CNTP). Nessas condições, a massa específica do ar é de 1,29 kg/m
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, e a massa específica do hélio é de 
0,178 kg/m
3
. Qual o volume mínimo do balão? R.: V = 183 m
3
 
 
4) Um grande balão de hélio, exposto ao ar e de formato esférico, tem 2,5 m de raio e uma massa total de 15 kg 
(balão+hélio+equipamento). 
a) Qual a aceleração inicial de subida do balão quando ele for liberado ao nível do mar? R.: ay = 45,4 m/s
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b) Se a força de arraste do balão é dada por 
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2
1
vrFarr
 
, onde r é o raio do balão, ρ é a massa específica 
do ar, e v a velocidade de subida do balão, calcule a velocidade final ascendente do balão. R.: v = 7,33 m/s 
c) Quanto tempo o balão levará para subir até uma altura de 15 km? R.: t = 22,7 min 
 
5) Um cubo de poliestireno, com 25 cm de aresta, é colocado em uma balança de dois pratos. A balança fica em 
equilíbrio quando se coloca 20 g de latão no prato oposto. Calcule a verdadeira massa do cubo de poliestireno. 
Dicas: a verdadeira massa do cubo é maior do que a indicada pela balança e a balança está em equilíbrio rotacional sob a influência 
da força gravitacional e do empuxo atuando no cubo e no latão, despreze o empuxo da massa de latão. R.: m = 40,2 g