Empuxo - Exercícios

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LISTA 04 – EMPUXO E RECIPIENTES ACELERADOS 
 
 
1) O depósito da figura abaixo contém água e está acelerado com ax = 4,9 m/s² e ay = 4,9 
m/s². Calcule a pressão nos pontos A, B e C em metros de coluna de água 
[PA = 0; PB = 1,65 m; PC = 1,05 m] 
 
 
2) O tanque mostrado na figura (a) abaixo é acelerado para a direita. Calcule esta 
aceleração ax para que a superfície livre toque o ponto A, conforme ilustra a figura (b). 
Encontre também a pressão no ponto B e a força que atua no fundo do tanque sabendo 
que sua largura é de 1 m. 
[ax = 17,66 m/s²; pB = 35,3 kPa; F = 35,3 kN] 
 
 
 
 
 
 
 
3) Um recipiente que tem a forma de um paraboloide de revolução e está completamente 
cheio de água. Qual a velocidade angular necessária para que 1/3 do volume de água 
contido no recipiente extravase? 
𝝎[= 𝟐√
𝒈
𝟑𝒂
] 
 
 
4) O tubo em U mostrado na figura abaixo gira em torno de um eixo vertical passando 
pelo ponto E. Qual deve ser a velocidade angular para que o braço CD fique vazio. 
Considere que os dois braços estão abertos para a atmosfera e que são suficientemente 
longos para que o líquido não extravase. 
[ω = 6,60 rad/s] 
 
 
 
 
 
 
 
5) Um cilindro com 7,5 cm de diâmetro e 85 cm de comprimento é cheio completamente 
com óleo (d = 0,82) e em seguida fechado nas duas extremidades. Em seguida ele é 
colocado na horizontal e feito girar em torno de um eixo vertical distante 15 cm de sua 
extremidade, com uma velocidade angular de 96 rpm, conforme ilustra a figura. Calcule 
a diferença de pressão entre os pontos A e B. Considere que o óleo é incompressível. 
[ΔP = 40,5 kPa] 
 
 
6) Um paralelepípedo de madeira medindo 15,2 cm x 30,5 cm x 152,0 cm flutua na 
superfície da água na vertical e na horizontal, conforme ilustra a figura abaixo. Calcule o 
centro de empuxo e a estabilidade deste bloco nas duas situações, considerando o peso 
específico da madeira 740 kg/m³. 
[Vertical: CE = 11,3 cm do fundo, instável (d1 = -0,031); Horizontal: CE = 5,62 cm 
do fundo, estável (d1 = 0,049)] 
 
 
7) Uma barcaça transporta areia e tem a forma retangular, com dimensões de 9 m x 24 m 
x 2,5 m. Quando carregada, seu peso é de 500.000 kgf, e seu centro de gravidade se 
localiza 3 m acima de seu casco, conforme ilustra a figura abaixo. Determine se nestas 
condições a barcaça é estável. 
[d1 = 18,94m; d1 = 1,07 m; Estável] 
 
 
 
8) Para submergir totalmente em água e em azeite um bloco de madeira, é necessário 
aplicar forças para baixo de 210,0 N e 70,0 N, respectivamente. Sabendo-se que o volume 
do bloco é de 50,0 dm3 e que a densidade da água é igual a 1,0 g/cm3 , determine a 
densidade do azeite [dazeite = 0,715] 
 
9) Em uma competição de balonismo, observa-se que um aeróstato (balão de ar quente) 
desce verticalmente com velocidade constante de 0,5 m/s. Esse aeróstato, com o lastro e 
o tripulante, pesa 6 000 N e a força ascensional (empuxo), que age sobre o conjunto, tem 
intensidade (valor) de 5 200 N. Sabendo que a intensidade da resistência do ar que age 
sobre o balão independe do sentido de seu movimento, determine o peso do lastro que 
devemos abandonar para que esse balão suba verticalmente na mesma velocidade 
constante, não variando a intensidade do empuxo. [P = 1,6 kN] 
 
10) Um corpo, de massa 8,0 kg e densidade 2,0x103 kg/m3, encontra-se em equilíbrio, 
suspenso por dinamômetro e totalmente imerso num líquido de densidade 103 kg/m3. A 
intensidade do campo gravitacional local é igual a 10,0 m/s2. Nessas condições, determine 
a indicação do dinamômetro. [40 N] 
 
11) Um garoto de 24 kg vê um vendedor de bexigas infladas com gás hélio e pede à mãe 
10 delas. A mãe compra apenas uma, alegando que, se lhe desse todas, o menino seria 
erguido do solo por elas. Considerando o volume médio de caba bexiga 2 litros, estime o 
número mínimo de bexigas necessário para levantar o garoto. Em seus cálculos, considere 
a massa específica do ar igual a 1,2 kg/m3 e despreze as massas do gás e das bexigas. 
[10.000]