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1 Lista de exercícios – Mecânica de fluidos 1. Qual é a pressão no fundo de um reservatório, que contém água (densidade = 1000 kg/m3), com 3 m de profundidade? Se o reservatório estivesse cheio de gasolina (densidade = 720 kg/m3), qual seria a pressão no fundo? 2. Um reservatório aberto em sua superfície possui 8 m de profundidade e contém água, determine a pressão hidrostática no fundo do mesmo, sabendo que a densidade da água é 1000 kg/m3 e g = 10 m/s2. 3. Na figura a seguir, os êmbolos A e B possuem áreas de 80 cm2 e 20 cm2, respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos e considere o sistema em equilíbrio estático. Sabendo-se que a massa do corpo colocado em A de 100 kg, determine a massa do corpo colocado em B. 4. Na prensa hidráulica mostrada na figura, os diâmetros dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, 4 cm e 20 cm. Sendo o peso do carro igual a 10000 N, determine: a) A força que deve ser aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro. b) O deslocamento do nível de óleo no tubo 1, quando o carro sobe 20 cm. 5. Um dos ramos de um tubo em forma de U está aberto à atmosfera e o outro, conectado a um balão contendo um gás, conforme a figura a seguir. O tubo contém água (densidade = 1000 kg/m3). Sabendo que a pressão atmosférica é 1,01 x105 Pa e que a aceleração da gravidade é 10 m/s2, determine a pressão exercida pelo gás. 2 6. Um objeto com massa de 10 kg e volume de 0,002 m3 está totalmente imerso dentro de um reservatório de água (densidade = 1000 kg/m3), determine: a) Qual é o valor do peso do objeto? (utilize g = 10 m/s2) b) Qual é a intensidade da força de empuxo que a água exerce sobre o objeto? c) Qual é o valor do peso aparente do objeto quando imerso em água? d) Desprezando o atrito com a água, determine a aceleração do objeto. Ele afundará? 7. Uma estátua de ouro (densidade = 19300 kg/m3) de 15 kg está sendo içada de um navio submerso. Qual é a tensão no cabo de sustentação quando a estátua está em repouso: a) Completamente submersa (densidade da água = 1000 kg/m3). b) Fora da água (densidade do ar = 1,2 kg/m3). 8. O tubo na forma de U da figura abaixo contém dois líquidos em equilíbrio estático: no lado direito existe água (densidade = 1000 kg/m3), e no lado esquerdo existe óleo com densidade desconhecida. Considerando que os valores das distâncias indicadas são l = 135 mm e d = 12,3 mm, qual é a densidade do óleo? 9. Uma sala de estar tem 4,2 m de comprimento, 3,5 m de largura e 2,4 m de altura. a) Qual é o peso de ar na sala (ρ = 1,21 kg/m3) se a pressão do ar é 1 atm? b) Qual é o módulo da força que a atmosfera exerce sobre o alto da cabeça de uma pessoa, que tem uma área da ordem de 0,0040 m2? 10. Um bloco com densidade de 800 kg/m3 flutua em um fluido de densidade 1200 kg/m3. O bloco tem altura H de 6 cm. a) Qual é a altura h da parte submersa do bloco? 3 b) Se o bloco é totalmente imerso e depois liberado, qual é o módulo da sua aceleração? 11. A figura abaixo mostra que o jato de água que sai de uma torneira fica progressivamente mais fino durante a queda. As áreas das seções retas indicadas são A0 = 1,2 cm2 e A = 0,35 cm2. Os dois níveis estão separados por uma distância vertical h = 45 mm. Qual é a vazão da torneira? 12. Como parte de lubrificação de um sistema de lubrificação para máquinas pesadas, um óleo de densidade igual a 850 kg/m3 é bombeado através de um tubo cilíndrico de 8 cm de diâmetro a uma taxa de 9,5 litros por segundo. Considere o óleo incompressível e responda: a) Qual é a velocidade do óleo? b) Qual é a vazão mássica (ρ dV/dt) ? c) Se o diâmetro do tubo for reduzido a 4 cm, qual será o novo valor para a velocidade? Respostas: 1) 1,31 x105 Pa (água) e 1,23 x105 Pa (gasolina) 2) 1,81x105 Pa 3) 25 kg 4) a) 400 N e b) 5 m 5) 1,11 x105 Pa 6) a) 100N, b) 20 N, c) 80 N e d) 8 m/s2 7) a) 139 N e b) 147 N 8) 915 kg/m3 9) a) 418 N e b) 4,04 x102 N 10) a) 4 cm e b) 4,9 m/s2 11) 34 cm3/s 12) a) 1,9 m/s, b) 8,1 kg/s e c) 7,6 m/s.
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