Lista de exercícios pressões, empuxos, manometria

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Hidráulica
Cap. 2: Pressões, empuxos, manometria (Lista de exercícios)
Prof. Henrique Pizzo
1) Qual deve ser a pressão no interior do tubo, com água em escoamento, quando o restante do sistema atingir o repouso? Sabe-se que h1=1,5 h3 e h2=2,5 h3, e que os pesos específicos da água, mercúrio e óleo são, respectivamente, 1000 Kgf/m3, 13600 Kgf/m3, e a vigésima parte do peso específico do mercúrio. Sabe-se que a pressão no fundo do tanque é 0,1712 Kgf/cm2.(Fig. 1)
2) Dois reservatórios, separados por uma parede, são interligados por uma comporta de seção quadrada de lado 1,414 m, inclinada a 45º. A porção esquerda contém água e a porção direita, um líquido desconhecido. Calcule qual deve ser a diferença entre os níveis (h) e o peso específico do líquido desconhecido, a fim de que os empuxos gerados na comporta sejam iguais, e o empuxo provocado pela água esteja aplicado a apenas 25 mm acima do outro empuxo. Considere 3 casas decimais.(Fig.2)
3) Se 1= 0,7 , qual deve ser o valor de 2 para que o sistema esteja em repouso? O fato de um dos tubos ser mais largo do que o outro influencia na solução do problema? Explique.(Fig. 3)
4) Qual o valor da deflexão (d) no mercúrio para que a pressão no interior (centro) da tubulação seja de 0,24 kgf/cm2 ? Sabe-se que o peso específico da água, mercúrio e óleo são, respectivamente, 1.000, 13.600 e 800 Kgf/m3.(Fig. 4)
5) Sabendo que o sistema encontra-se em repouso (hidrostática), qual deve ser a altura “h4”? Sabe-se que os pesos específicos da água, mercúrio e óleo são, respectivamente, 1.000 kgf/m3, 13.600 kgf/m3 e 650 kgf/m3, e ainda que h3=1,5.h2 e h1=1,2.h2 . A pressão no fundo do tanque é 0,2218 kgf/cm2.(Fig. 5)
6) Um carro de 1.000 kgf está suspenso por um macaco hidráulico cilíndrico, que utiliza dois óleos diferentes, conforme a FIG. 1. Sabendo que o peso específico do óleo que está por cima é de (1/r12) kgf/m3, e que r2 = 4 r1, determine o valor da força F para que o sistema esteja em repouso.(Fig. 6)
7) Sabendo que o sistema encontra-se em repouso, determine a pressão, em mca, no tubo A. Os valores dos pesos específicos do mercúrio, óleo e água são, respectivamente, 13.600, 830 e 1.000 kgf/m3.(Fig. 7)
8) Sabendo que o sistema está em repouso hidrostático, qual deve ser a pressão no ponto (X), situado dentro de uma caixa fechada para a atmosfera (em kgf/m2, kgf/cm2, mca e Pascal)? Sabe-se que o êmbolo é circular, com raio de 25 cm, e que os pesos específicos da água, óleo e mercúrio são, respectivamente, 1.000, 680 e 13.600 kgf/m3). Desprezar o peso do êmbolo. (Fig. 8)
9) Sabendo que o esquema hidráulico da Figura 1 encontra-se em repouso (equilíbrio), qual deve ser o valor da pressão no tubo (pA), em mca? O peso específico do óleo terá o mesmo valor que o peso específico de uma outra mistura de 10 litros, entre um líquido X (2,0 kgf) e um líquido Y (3,0 kgf). O peso da água no interior do reservatório é de 60 kgf, sendo que o reservatório tem base retangular (20 cm x 30 cm). Das várias medidas dadas, considere as que forem necessárias. Como sugestão, determine primeiro o peso específico do óleo e a altura h1, para depois começar a fazer a transferência de pressões. (Fig. 9)
10) 03 líquidos (A, B e C) encontram-se em repouso. O líquido A é resultado de uma mistura de entre um líquido X (peso = 2 kgf e volume = 3 litros) e um líquido Y (peso = 5 kgf e volume = 7 litros). O líquido B tem peso específico de 1.000 kgf/m3, e o líquido C pesa 1,1 kgf. A pressão da superfície é a atmosférica e a do fundo é 820 kgf/m2. Determine a altura “h”.(Fig. 10) (1 litro (L) = 1 dm3 = 0,001 m3)
11) Calcule o empuxo de água e seu ponto de aplicação na comporta de seção trapezoidal. (Fig. 11)
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Respostas:
Ex. 1: Pressão = - 1,124 mca (vácuo parcial)
Ex.3: 2 = 1,225. O fato de um dos tubos ser mais largo do que o outro NÃO influencia na solução do problema.
Ex. 4: d = 0,063 m = 63 mm
Ex. 5: h4 = 0,098 m = 98 mm
Ex. 6: F = 57,78 kgf
Ex. 8: pX = 1,1196 kgf/cm2 = 11,196 mca = 109,72 kPa = 109.720 Pa
Ex. 11: E = 9.187,5 kgf. hP = 4,934 m.