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FLUIDOS CAPÍTULO 14 (1a. Parte) Halliday, Resnick, Walker; Fundamentos de Física, 8a. edição; volume 2, LTC editora, 2008. O que é um FLUIDO? É uma substância que pode escoar e assume a forma do recipiente em que é colocada. Corpos rígidos: massa e força Fluidos – propriedades importantes: massa específica e pressão FLUIDOS: Substâncias sem forma definida, cujas propriedades podem variar de um ponto a outro da substância GASES E LÍQUIDOS Alguns Exemplos: Ar Água Piche Vidro alfabeto grego: ργ rhogama Resp.: 0,67 m3. Resp.: 266,7 kg/m3; 2667 N; 0,266. Resp.: 27,2 kg. Resp.: 5280 kg. Resp.: 8000 N/m3. • Pressão • Variação da Pressão com a Profundidade A Fp = Pressão de uma força uniforme em uma superfície plana Exercício 6: Uma placa circular com diâmetro igual a 0,5 m possui peso de 200 N. Determine, em Pa, a pressão exercida por essa placa quando a mesma estiver apoiada sobre o solo. Resp.: 1019 Pa. Exercício 7: Determine o peso em N de uma placa retangular de área igual a 2m2 de forma a produzir uma pressão de 5000 Pa. Resp.: 10000 N. Exercício 8: Uma caixa d’água de área de base 1,4 m X 0,6 m e altura de 0,8 m pesa 1500N. Que pressão ela exerce sobre o solo quando: a) estiver vazia; b) estiver cheia com água. Resp.: a) 1786 Pa. b) 9786 Pa. Exercício 9: Uma sala de estar tem 4,2 m de comprimento; 3,5 m de largura e 2,4 m de altura. Qual é o peso do ar na sala se a pressão do ar é 1,0 atm? A massa específica do ar é 1,21 kg/m3. Considere g = 9,8 m/s2. Resp.: 418 N. Qual é o módulo da força que a atmosfera terrestre exerce sobre o alto da cabeça de uma pessoa, que tem uma área da ordem de 0,040 m2? Exercício 10: Resp.: 4040 N. Exercício 11: Exercício 12: Determine o aumento de pressão do fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força de 42 N ao êmbolo circular da seringa, que tem num raio de 1,1 cm. Resp.: 1,1 x 105 Pa. Exercício 13: Uma janela de escritório tem 3,4 m de largura por 2,1 m de altura. Como resultado da passagem de uma tempestade, a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para 0,96 atm, mas no interior do edifício permanece em 1 atm. Qual é o módulo da força que empurra a janela para fora por causa dessa diferença de pressão? Resp.: 2,9 x 104 N. Variação da pressão com a profundidade: hp Δ⋅=Δ γ )( 2112 yygpp −⋅=− ρ p1 p2 Define-se um eixo vertical y, com origem na interface ar-água e o sentido positivo para cima. Os valores y1 e y2 (ambos números negativos) são as profundidades abaixo da superfície. )( 2112 yygpp −⋅=− ρ Exercício 14: Com uma 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 a fossa das Marianas no batiscafo “Trieste”. Supondo que a água do mar tem uma massa específica uniforme de 1024 kg/m3, calcule a pressão hidrostática aproximada (em atmosferas) que o “Trieste” teve que suportar. Resp.: 1059 atm. Exercício 15: Alguns membros da tripulação tentam escapar de um submarino avariado 100 m abaixo da superfície. Que força deve ser aplicada a uma escotilha de emergência, de 1,2 m por 0,60 m, para abri-la para fora nessa profundidade? Suponha que a massa específica da água do oceano é 1024 kg/m3 e que a pressão do ar no interior do submarino é 1 atm. Resp.: 7,2 x 105 N.
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