ListadeExerciciosCap.14

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FIS 193 – INTRODUÇÃO AOS FLUIDOS E À TERMODINÂMICA – 2014/2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1. A figura ao lado mostra dois tanques A e 
B contendo gases a pressões pA e pB, 
respectivamente. O líquido no tubo em U 
é mercúrio ( = 13,6 x 103 kg/m3). (a) 
Determine a diferença de pressão dos 
gases A e B (pA  pB). (b) Se o líquido no 
tubo em U fosse óleo ( = 0,80 x 103 
kg/m3) qual seria a diferença de altura 
entre as colunas. 
 
 
2. Uma piscina, como da figura, tem dimensões H=2,5m, L=9m e C=24m. Quando se enche 
de água esta piscina, qual será a força resultante (apenas da água) sobre a) o fundo, b) 
sobre os lados menores e sobre c) os lados maiores? d) Seria apropriado considerar a 
pressão atmosférica? Por quê? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Um objeto cúbico, de lado L e peso P, é suspenso por um fio 
em um tanque aberto com líquido de densidade L como na 
figura ao lado. A pressão atmosférica local é p0 e a aceleração 
da gravidade é g. (a) Encontre a força total para baixo 
exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre o objeto. (b) 
Encontre a força total para cima exercida pelo líquido e pela 
atmosfera, na base do objeto. (c) Encontre a força resultante 
exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre o objeto. (d) 
Calcule o empuxo sobre o objeto, usando o princípio de 
Arquimedes e a relação existente entre os itens (c) e (d). (e) 
Determine a tensão no fio. * As respostas deverão estar em 
termos de (L, P, p0, L e(ou) g). 
 
4. Um cubo de madeira de 10 cm de lado flutua na 
interface entre óleo e água, com sua face inferior a 
2 cm abaixo da interface. A densidade do óleo é 0,6 
g/cm3. (a) Qual a massa do cubo de madeira? (b) 
Qual a pressão manométrica na sua face inferior? 
 
 
 
 
 
 
 10 cm 
 
 
 10 cm 
óleo 
 
 
 
água 
 
madeira 
 A 
B 
4 cm 
10 cm 
L 
2
L
UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA 
DEPARTAMENTO DE FÍSICA – CCE 
FIS 193 – INTRODUÇÃO AOS FLUIDOS E À TERMODINÂMICA 
LISTA DE EXERCÍCIOS – CAPÍTULO 14 – MECÂNICA DOS FLUIDOS 
FIS 193 – INTRODUÇÃO AOS FLUIDOS E À TERMODINÂMICA – 2014/2 
 
 
 
5. Um sino para mergulhador é previsto para suportar a pressão da água a uma 
profundidade de 600 m. (a) Se a massa específica da água do mar é 1030 kg/m3, qual a 
pressão naquela profundidade. (b) Qual a força exercida numa janela de vidro de 15 cm 
de diâmetro? 
 
 
6. Um bloco cúbico de madeira de 10 cm de lado e de densidade 0,50 g/cm3 flutua em um 
vaso com água. Derrama-se óleo de densidade 0,80 g/cm3 dentro do vaso, até que a 
parte superior da camada de óleo fique 4,0 cm abaixo do topo do bloco. (a) Qual a 
profundidade da camada de óleo? (b) Qual a pressão manométrica na face inferior do 
bloco? 
 
7. Uma amostra sólida, de material desconhecido, pesa 5,00 N no ar e 4,50 N quando 
mergulhada em óleo de densidade 0,8 g/cm³. Qual a densidade do material? 
 
8. Um bloco de madeira flutua na água com dois terços do seu volume submerso. No óleo 
ele flutua com 0,90 de seu volume submerso. Determine a densidade da madeira e do 
óleo. 
 
9. Abre-se um buraco circular de 2 cm de diâmetro no lado de um grande reservatório, a 
10 m abaixo do nível da água. Encontrar: (a) a velocidade de descarga e (b) o volume 
descarregado por unidade de tempo. 
 
10. Em certo ponto de um conduto a velocidade da água é de 2m/s e a pressão 
manométrica, 1,5 x 104 Pa acima da atmosférica. Determinar a pressão manométrica, em 
um segundo ponto onde a seção reta é metade da do primeiro, 68 cm abaixo do 
primeiro. 
 
11. Submete-se a água de um tanque fechado a uma pressão manométrica de 2 x 104 Pa, 
aplicada por meio de ar comprimido introduzido no topo do tanque. Há um pequeno 
buraco no lado do tanque, a 5 m abaixo do nível da água. Calcular a velocidade com que 
a água escapa pelo buraco. 
 
12. Que pressão manométrica é requerida nos condutos de uma cidade para que o jato de 
uma mangueira de incêndio possa alcançar uma altura de 20 m? 
 
13. Um cano de 20 cm de diâmetro, completamente cheio de água em movimento, tem um 
estrangulamento de 10 cm de diâmetro. Se a velocidade na parte regular for de 2 m/s, 
achar: (a) a velocidade no estrangulamento; (b) a taxa de descarga em litros por 
segundo. 
 
14. Um cano horizontal tem 0,2 m2 de área transversal, que é diminuída para 10 cm 2, numa 
junção. Se a água do mar de densidade 1,03 g/cm3 flui com velocidade de 90 cm/s no 
cano mais largo, onde a pressão manométrica é 7,5 x 104 N/m2, qual a pressão 
manométrica na parte adjacente do cano estreito? O barômetro indica 76 cm de 
mercúrio. 
 
15. A velocidade do líquido em um certo ponto de um cano é de 1 m/s, a pressão 
manométrica sendo de 3 x 105 Pa. Achar a pressão manométrica num segundo ponto na 
linha, 20 m abaixo do primeiro, sendo a área transversal no segundo ponto metade da do 
primeiro. O líquido no cano é água. 
 
 
 
 
FIS 193 – INTRODUÇÃO AOS FLUIDOS E À TERMODINÂMICA – 2014/2 
 
 
 
 
16. A diferença de pressão entre o tubo principal e a garganta de um medidor de Venturi é 
de 105 Pa. As áreas do tubo e da garganta são, respectivamente, 1000 cm2 e 500 cm2. 
Quantos litros por segundo fluirão através do tubo? 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
17. Água escoa estacionariamente de um grande reservatório como mostra a figura abaixo. 
A área de seção transversal do cano no ponto 2 é o dobro da área no ponto 3. O tanque 
é fechado e a pressão manométrica no topo do reservatório é 2 atm. Determine: a) a 
velocidade da água ao sair do cano no ponto 3. b) A pressão manométrica no ponto 2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
18. Para saber a velocidade (v) de um carro, adaptou-se um tubo de vidro em U neste carro, 
de tal modo que uma das aberturas do tubo foi deixada fora do carro enquanto que a 
outra abertura do tubo permaneceu no interior do carro. No interior do tubo colocou-se 
água cuja densidade é igual a a. Com o carro inicialmente em repouso, observou-se 
que, tanto fora quanto dentro do carro, a velocidade do ar, (densidade é igual a ar) era 
nula. Estando o carro em movimento e com velocidade constante, observou-se um 
desnível h na coluna de água. Encontre a velocidade (v) deste carro, em função de a, 
ar, h e g (aceleração da gravidade). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 
2 
10 m 
6 m 
FIS 193 – INTRODUÇÃO AOS FLUIDOS E À TERMODINÂMICA – 2014/2 
 
 
 
 
 
 
 
 b) 
2. a) 
 b) ̅ 
 c) ̅ 
3. a) ( 
 
 
 ) 
 
 b) ( 
 
 
 ) 
 
 c) 
 
 d) 
 
 e) 
 
4. a) 
 b) 
5. a) 
 b) 
6. a) 
 b) 
7. 
 8. 
9. a) 
 b) 
 
 
 
10. 
 
11. 12. 
 
13. a) a) 
 b) 
 
 
 
14. 
 
15. 
 16. 
 
 
 
17. a) 
 b) 
 
18. √