Aula 01 Fluidos Teoria e Exercícios

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FÍSICA TEÓRICA EXPERIMENTAL II 
 
Aula 01: Fluidos 
 
Densidade: Vamos considerar um corpo de massa m e volume V. Podemos, 
matematicamente, definir a densidade desse corpo através da seguinte relação: 
 
Na equação acima, observe que V é o volume total do corpo, seja ele maciço ou 
oco. 
Massa específica: Caso o corpo analisado seja maciço e homogêneo, como, 
por exemplo, um cubo de metal, ou um tijolo, a densidade pode ser chamada 
de massa específica – sendo representada pela letra grega mi (µ) – do material 
do qual é feito o corpo. 
µ = massa especícfica 
m = massa da substância (corpo) 
V = volume 
 
No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de massa específica ou 
densidade é o kg/m3 
Densidade relativa: Vamos considerar dois materiais, ou corpos, A e B. 
Denominamos densidade de A em relação a B (dAB) como o quociente. 
 
Fluido: É uma substância que tem a capacidade de escoar (fluir). Podemos 
considerar como fluidos líquidos e gases. 
 
Pressão: É a força exercida perpendicularmente sobre qualquer superfície. A 
unidade de pressão no SI é o Pascal (Pa), que é o nome adotado para N/m². 
Matematicamente, a pressão média é igual ao quociente da resultante das forças 
perpendiculares à superfície de aplicação e a área desta superfície. 
p= Pressão (Pa) 
F=Força (N) 
A=Área (m²) 
Pressão Atmosférica: É a pressão exercida pela atmosfera terrestre. Essa 
pressão varia com as condições do tempo e com a altitude. A pressão 
atmosférica normal ao nível do mar é 1 atm (atmosfera) = 101325 Pa. 
 
 1 atm = 1,013 x 105 Pa = 1,013 bar = 1013 milibar = 14,70 
libras/polegadas2 (psi) 
 
Exercícios 
1) Determine a massa e o peso do ar no interior de uma sala com uma altura de 
3,0 m e um piso com área de 4,0 m x 5,0 m. Quais seriam a massa e o peso de 
um volume igual de água? (Massa específica do ar: 1,2 kg/m3) (massa específica 
da água: 1000 kg/m3) 
Resp.: m ar: 72kg; P ar: 705,6N; m água: 60.000kg ou 6 x 104 kg; P água: 5,88 x 105N. 
 
2) Você foi solicitado para transportar uma barra de ferro de 85,8 cm de 
comprimento e 2,85 cm de diâmetro de um depósito até o mecânico. Você 
consegue carregá-la? (ρferro = 7,8 x 103 kg/m3). 
Resp.: m barra de ferro: 4,267kg. 
 
3) Na sala descrita no exercício 1, determine a força total de cima para baixo 
exercida pela pressão do ar de 1,0 atm sobre a superfície do piso. 
Resp.: F:2026000N ou 2,026 x 106N 
 
4) Uma caixa vedada com uma tampa de 12 pol2 de área é parcialmente 
evacuada. Se uma força de 108 libras e necessária para tirar a tampa da caixa 
e a pressão atmosférica do exterior é de 15 lib/pol2, qual é a pressão do ar na 
caixa? 
Resp.:P total = P externa – P ar = F/A; P ar: 6 lib/pol2 
 
5) Encontre o aumento de pressão de um fluido em uma seringa quando uma 
enfermeira aplica uma força de 42 N ao êmbolo da seringa, de raio 1,1 cm. 
Resp.: 1,1 x 105 Pa 
 
6) Sabe-se que 1500 kg de massa de uma determinada substância, ocupa um 
volume de 2 m3, determine a massa específica. 
Resp.: 750 kg/m3 
 
7) Um reservatório graduado contém 500 ml de um líquido que pesa 6 N. 
Determine a massa específica deste líquido. 
Resp.: 1224,5 kg/m3 
 
8) Considere uma piscina com as seguintes dimensões: 50 m de comprimento, 
25 m de largura e 4,0 m de profundidade. Ela está completamente cheia de água, 
com densidade 1,0 x 103 kg/m3. Determine o peso da água da piscina e a pressão 
exercida pela água no fundo da piscina. 
Resp.: 4,9x107 N, 3,92x104 Pa 
 
9) Uma força de intensidade 2 N é aplicada perpendicularmente a uma superfície 
através de um pino de 1 mm2 de área. Determine a pressão que o pino exerce 
sobre a superfície. 
Resp.: 2x106 Pa 
 
10) Uma banqueta de três pernas pesa 50 N e cada perna tem seção reta de 
área 5 cm2. Subindo nela, uma pessoa tem peso de 700 N, qual será a pressão 
que cada perna exercerá no chão? 
Resp.: 5x105 Pa