Exercícios- Fenômenos do Transporte 1

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UMC - Fetrans I 
1ª Lista de Exercícios 
 
1. Realize as conversões a seguir: 
 
a) 12 m³ =....................... litros b) 350 pés³ =....................m³ 
 
c) 5600000 cm³ =....................... pés³ d) 214 litros= ....................galões 
 
e) 4800 galões = .................... cm³ f) 8 pés³ = .........................litros 
 
g) 602 m³ = .................... galões h) 0,95 galões =.................cm³ 
 
 i) 5000 litros = .................... m³ j) 7200cm³ =.......................litros 
 
k) Calcule a capacidade, em litros, de uma piscina com as seguintes dimensões: 8 m de comprimento, 6 m 
de largura e 1,8 m de profundidade (altura). R: 86400 L 
 
2. Um reservatório possui volume de 3000 m³. Qual a capacidade desse reservatório em litros? R: 3x106 L 
 
3. O volume da caixa d’água de um prédio é 105 m3. Sabendo que o consumo diário do prédio, em média, 
corresponde aos 4/5 da capacidade da caixa, calcule quantos litros de água são consumidos, em média, por 
dia, nesse prédio. R: 84000 L 
 
4. Uma determinada substância apresenta um valor de massa específica igual a 20 kg/m3. Calcule esse valor 
em g/cm3. R: 0,02 
 
5. Determine a massa, em kg, de um bloco de ferro maciço em forma de cubo cuja aresta mede 10 cm. 
Suponha que a massa específica do ferro seja igual a 7,8 g/cm3. R: 7,8 kg 
 
6. Sabendo-se que 1500 kg de massa de uma determinada substância ocupa um volume de 2m³, determine 
a massa específica, o peso específico e o peso específico relativo dessa substância. 
Dados: γH2O = 10000N/m³, g = 10m/s². R: 750 kg/m
3 , 7500 N/m3, 0,75. 
 
7. Um reservatório cilíndrico possui diâmetro de base igual a 2m e altura de 4m, sabendo-se que o mesmo 
está totalmente preenchido com gasolina (=720 kg/m3), determine a massa de gasolina presente no 
reservatório. R: 9047,78 
 
8. A massa específica de uma determinada substância é igual a 740kg/m³, determine o volume ocupado por 
uma massa de 500 kg dessa substância. 
 
9. Calcular o peso específico, o volume específico e a massa específica de 6 m³ de óleo que apresenta a 
massa de 4800 kg. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². 
 
10. Sabendo-se que o peso específico relativo de um determinado óleo é igual a 0,8, determine seu peso 
específico em N/m³. Dados: γH2O=10000N/m³, g = 10m/s². 
 
11. Calcular: a) a massa; b) o peso; c) o volume específico e d) o peso específico da água contida em uma 
esfera de 60 ft de diâmetro, sabendo-se que a massa específica da água é 62,4 lb/ft3 e a aceleração da 
gravidade é 32,2 ft/s2. Responda no sistema inglês. 
R: 1) a) m = 7,06 x 106 lb; b) = 227.244.214,4 lbf; c) v = 0,016 ft3/lb; d) = 2.009,28 lbf/ft3. 
 
12. A informação contida em uma lata indica que ela contém 355 mL. A massa da lata cheia é 0,369 kg, 
enquanto que vazia ela pesa 0,153 N. Determine o peso específico e a massa específica, expressando os 
resultados no SI. R: a) 9.770 N/m3; b) 996 kg/m3. 
 
13. Dois líquidos têm densidades (massa específica) relativas 1 = 0,8 e 2 = 0,6. Calcular a razão K (V1 / V2) 
entre os volumes dos dois líquidos, para que, na mistura, a massa do 2° seja 3 vezes a do 1°. R: 0,25 
mahh_
Realce
mahh_
Realce
mahh_
Realce
mahh_
Realce
14. Dois líquidos miscíveis têm massa específica relativa 1= 0,8 e 2 = 1,2. Para que a mistura desses 
líquidos tenha densidade final de 0,9, determinar: 
a) Qual a proporção entre os volumes. 
b) Qual a proporção entre as massas. 
R: V1 = 3V3 
 
15. Determinar a maior e a menor pressão que um tijolo de massa 4kg exerce apoiado sobre uma superfície 
horizontal cujas arestas são 10cm, 20cm, 5cm. Indicar suas respostas em Pa e em atm. 
R: 8 kPa, 2kPa, 0,078 atm, 0,019atm 
 
16. Um mergulhador, em alto mar, se encontra a uma profundidade de 27,0m em relação a superfície 
d’água. Considere g=10,0m/s2, a densidade da água do mar igual a 1,04 g/cm3 e a pressão atmosférica local 
1,00 atm, determinar a pressão hidrostática e a pressão total recebida pelo mergulhador nessa 
profundidade. 
R: 280,8 kPa 
 
17. A pressão sanguínea é normalmente medida por um manômetro de mercúrio e é dada como uma razão 
entre a máxima (sistólica) e a mínima (diastólica). Um ser humano normal teria uma razão de 120 / 70 e a 
pressão é dada em mmHg. Quais seriam estas pressões em Pascal? Se o pneu de um carro fosse inflado 
com a pressão sanguínea de 120 mm Hg, esta pressão seria suficiente para seu funcionamento, 
considerando que os pneus em média requerem uma pressão em 30-35 psi? 
Dado Hg = 133 x 10
3 N/m3. R: a) p(máx) = 16,0 kPa; p(mín) = 9,31 kPa {pressão 16 x 9,3}; b) p = 2,32 psi (não 
é suficiente). 
 
18. Para calibrar os pneus de um automóvel, seu manual recomenda a pressão de 22 psi (22 libras /pol2). 
Chegando ao posto de serviços, o proprietário do veículo constata que o manômetro do compressor de ar 
registra as pressões em MPa. Que pressão deve ser utilizada? R: 0,1516 MPa 
 
19. Um geólogo necessita determinar a massa específica de uma rocha, em kg/m3, e possuía uma balança 
em libras e um frasco graduado em pol3. Após as medições obteve os seguintes registros: massa = 0,29 lb, 
volume 1,9pol3. Qual a massa específica dessa rocha em kg/m3? R: 4224,14 kg/m3. 
 
20. Determine o valor das constantes indicadas no SI, sabendo–se que as equações são homogêneas, ou 
seja, todas as parcelas de uma equação têm as mesmas unidades. 
a) d = 4,9.t2 ; onde d é a distância e t é o tempo; 
b) F= 9,8.m onde F é Força e m é a massa; 
c) 𝑄 = 0,68 𝐷2√𝑔ℎ onde D é um diâmetro, g é a aceleração da gravidade e Q é vazão volumétrica 
 
21. Para a água com peso específico, = 9810 N/m3, qual é a altura de carga correspondente a uma 
diferença de pressão de 60 kPa? E se o fluido for mercúrio com ρ = 13600 kg/m3? R: 6,12m, 0,45m 
 
22. Qual a pressão na profundeza do mar na Fossa das Marianas que fica a 11km da superfície? Se uma 
esfera de 1,8m de diâmetro mergulhar na Fossa das Marianas, qual a pressão em kgf/cm2 que ela tem que 
suportar? 
23. A figura mostra um tanque de gasolina com infiltração de água. Se a massa específica relativa da 
gasolina é 0,68 determine a pressão no fundo do tanque ( γágua = 9800 N/m
3 ). 
 
 
 
24. O Edifício “Empire State” tem altura de 381 m. Calcule a relação entre a pressão no topo e na base 
( nível do mar ), considerando o ar como fluido incompressível (γAr = 12,01 N/m
3 ). R: 0,955 
 
25. A água de um lago localizado em uma região montanhosa apresenta uma profundidade máxima de 40 
m. Se a pressão barométrica local é 598 mmHg, determine a pressão absoluta na região mais profunda 
(γHg=133kN/m
3 ). R: 472kPa 
 
26. Calcular a pressão absoluta de uma medida de pressão que indica 42 kPa (vacuométrica) sabendo-se e que essa medida foi 
feita a uma altitude de 770 m. R: P = 50,42 kPa. 
 
27. Se o volume específico é definido como o inverso da massa específica, qual o valor do volume específico, no SI, de uma 
substância cuja densidade é 0,8 ? R. v = 0,001252 m3/kg 
 
28. Diga qual é a diferença entre pressão absoluta e manométrica (efetiva). 
 
29. A Massa específica de um fluído é 1200 kg/m³. Determinar o seu peso específico e o peso específico 
relativo (g=9,8m/s²). 
 
30. No piezômetro inclinado da figura, temos γ1 = 800 kgf/m
3 e γ2 = 1700 kgf/m
3, L1 = 20 cm e L2 = 15 cm , α 
= 30o. Qual é a pressão em P1 ? R: 207,5 kgf/cm2 
 
 
31. No manômetro diferencial mostrado na figura, o fluido A é água, B é óleo e o fluido manométrico é 
mercúrio. Sendo h1 = 25cm, h2 = 100cm, h3 = 80cm e h4 = 10cm, determine qual é a diferença de pressão 
entre os pontos A e B. Dados: γH20 = 10000N/m³, γHg = 136000N/m³, γóleo = 8000N/m³. R: 132,1k Pa 
 
32. O tubo A da figura contém tetracloreto de carbono com peso específico relativo de 1,6 e o tanque B 
contém uma solução salina com peso específicorelativo da 1,15. Determine a pressão do ar no tanque B 
sabendo-se que a pressão no tubo A é igual a 1,72bar. R: 154,311kPa 
Tetracloreto de
carbono
Solução
salina
0,9m
Ar
B
A
0,9m
1,22m
1,22m
 
 
 
33. O manômetro em U mostrado na figura contém óleo, mercúrio e água. Utilizando os valores indicados, 
determine a diferença de pressões entre os pontos A e B. Dados: água = 10000N/m³, Hg = 136000N/m³, óleo 
= 8000N/m³. 
 
34. Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta densidade relativa (Óleo = 0,9). O 
fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (densidade Hg = 13,6). Se h1= 
914mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a leitura do manômetro localizado no topo do tanque. 
R: 21,12kPa 
h
h
Ar
h
3
1
1
2
2
 
35. Aplica-se uma força de 200N na alavanca AB, como é mostrado na figura. Qual é a força F que deve ser 
exercida sobre a haste do cilindro para que o sistema permaneça em equilíbrio? R: 10 kN 
200 N
20 cm 25cm
F
10 cm
5cm
O
B
 
 
 
36. No dispositivo da figura, a leitura do manômetro é 30 kPa e a relação de áreas dos pistões é A2/A1 = 2. A 
pressão atmosférica no local é 700 mmHg. Estando o sistema em equilíbrio, pede-se a pressão PB na escala 
absoluta em mca. Dados: γ = 27.000 N/m3; a = 100cm; b = 80cm; γHg=136.000 N/m
3, γH2O =10.000 N/m
3; 
A1/AH=2; α = 30°. R: 17,12 mca (abs) 
 
 
 
 
37. Dado o dispositivo da figura, onde h1=25cm, h2=10cm, 
h3=25cm e h4=25cm, calcular: 
a) A pressão do gás 2 
b) A pressão do gás 1, sabendo que o manômetro metálico 
indica uma pressão de 15000 Pa. 
c) A pressão absoluta do gás 1, considerando que a pressão 
atmosférica local é de 760 mmHg. 
Dados: óleo=8000 N/m
3, Hg=133280 N/m
3, água=9800 N/m
3. 
R: 32970 Pa, 17970 Pa, 115265 Pa 
 
 
38. Superfície mostrada, com dobradiça ao longo de A, tem 5 m de largura (b = 5 m). Determinar a força 
resultante F da água sobre a superfície inclinada, o ponto de sua aplicação e o esforço na dobradiça (utilizar 
SI). R: 588,6 kN, 2,22 m, 262 kN 
 
39. A válvula borboleta mostrada na figura consta de uma placa plana circular articulada em torno do eixo 
horizontal que passa por B. Conhecidas as cotas da figura, determinar a força F aplicada na haste de 
acionamento capaz de manter fechada a válvula. Considerar ausência de atritos e desprezar o peso próprio 
da haste AB. R: F = 6.627 kgf 
0,6
m
F
10 m
3 m
A
B
 
40. O portão retangular AB da figura ao lado tem 1,5 m de largura (b) e 3,0 m de comprimento (L) e possui 
dobradiças ao longo de B. Desprezando o peso do portão, calcular a força por unidade de largura exercida 
contra o batente ao longo de A. Resp.: F = 10.125 kgf; yp = 4,67 m ou 1,67 m do ponto A; FA = 4.489 kgf. 
 
41. Determinar a força R que deverá ser aplicada no ponto A da comporta da figura para que permaneça 
em equilíbrio, sabendo-se que a mesma pode girar em torno do ponto O. 
Dados: 
p1 = 100 kPa, γ1 = 10.000 N/m
3 
p2 = 50 kPa, γ2 = 8.000 N/m
3 
Comporta retangular com h = 5 m e b = 2 m. R: 293 kN 
 
 
 
 
42. O reservatório da figura possui uma parede móvel articulada em A. Sua largura é 1,5 m e está em 
equilíbrio nas condições indicadas. Calcular: (a) a força que age na face direita, devido à água; (b) a força 
que deve ser aplicada em B para que seja mantido o equilíbrio. 
Resp.: (a) 15 000 N; (b) 460 N. 
 
9000 N/m3
B
A
10 N/m
4 3
136000 N/m3Hg= 
O
=

água
=
0,037 m
1 m
1,5 m
ar
 
 
43. No esquema da figura, determinar a altura h e a mínima força F para que a comporta ABC permaneça 
em equilíbrio. Dados: largura = 1,5 m, Hg = 136 000 N/m3; H20 = 10 000 N/m
3. 
Resp.: h = 3 m; F = 76 230 N. 
 
2 m
1 m
0,25 m
Hg
0,4m
h
A
B
C
água
F
 
 
44. Determinar a altura de óleo (o = 6.000 N/m
3) para que o corpo (c = 6.000 N/m
3) passe da posição (1) 
para a posição (2). R: ho = 0,8 m 
 
 
 
45. Um balão com ar quente possui volume igual a 2200 m3. O tecido (envoltório) do balão pesa 900 N. A 
cesta com os equipamentos e o tanque cheio de propano pesa 1700 N. Se o balão pode suportar no limite 
um peso máximo igual a 3200 N, incluindo passageiros, alimentos e bebidas, sabendo-se que a densidade 
do ar externo é de 1,23 kg/m3, qual é a densidade média dos gases quentes no interior do balão? 
R: 0,96 kg/m3 
 
46. Um bloco de madeira possui comprimento de 0,600 m, largura de 0,250 m, espessura de 0,080 m e 
densidade de 600 kg/m3. Qual deve ser o volume de chumbo que pode ser amarrado embaixo do bloco de 
madeira para que ele possa flutuar em água calma de modo que o seu topo esteja alinhado com a 
superfície da água? Qual é a massa deste volume de chumbo? R: 4,66.10-4m3, 5,27 kg. 
 
47. Uma esfera de isopor de volume 0,4 litros e massa 120 g flutua em água, conforme a figura abaixo. 
Determine o volume emerso dessa esfera de isopor. 
 
 
 
48. A comporta de perfil AB, de altura 1,5m e largura 1,0m articulada em A, possui uma boia esférica de 
diâmetro 2m e peso de 6,0 kN. Sabendo que a comporta se abre quando o nível do reservatório atinge o 
ponto A, determinar a distancia X do centro da boia até a articulação A. Desconsidere a o peso da comporta 
AB. 
água
+
x
3,0 m
A
B
G
O
 
49. Um cilindro que pesa 500 N e cujo diâmetro é de 1 m flutua na água (água= 10.000 N/m³), com seu eixo na 
vertical, como mostra a figura. A âncora consiste de 0,23 m³de concreto de peso específico 25.000 N/m³. Qual é a 
elevação da maré necessária para elevar a âncora do fundo? R: 0,3 m