ESTÁTICA DOS FLUÍDOS_QUESTIONÁRIO UNIDADE I e II

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QUESTIONÁRIO UNIDADE I
· Pergunta 1
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	A massa específica é uma característica importante de um fluido. A dinâmica de escoamento depende fundamentalmente deste parâmetro e de sua viscosidade absoluta. Em um experimento utilizando um picnômetro, a massa específica do álcool foi determinada como 0,79 g/ml. Qual seria o valor no sistema internacional de Unidades?
Dados: 1 kg = 1000 g; 1l = 0,001 m3; 1l = 1000 ml
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
790 kg/m3
	Respostas:
	a. 
7,9 kg/m3
	
	b. 
790 kg/m3
	
	c. 
7,9 g/cm3
	
	d. 
79 kg/cm3
	
	e. 
790 N/m3
	Feedback da resposta:
	Resposta: b
Comentário: Deve-se realizar a conversão de g para kg e de ml para m3. A conversão de ml para m3 pode ser realizada em mais de uma etapa se desejado.
	
	
	
· Pergunta 2
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Em determinada prova um aluno do curso de Física calcula o trabalho realizado por um motor. Ao final do exercício percebe que esqueceu a unidade de medida para a grandeza em questão. Sabendo que o trabalho é definido pelo produto da força pela distância percorrida, o aluno aplica a análise dimensional para determinar a sua unidade. Caso o aluno tenha realizado corretamente o procedimento, ele terá encontrado como soluções para a dimensão na base MLT e FLT:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
F.L e M.L2.T-2
	Respostas:
	a. 
F.L e M.L
	
	b. 
F.L-2 e M.L2
	
	c. 
F.L e M.L2.T-2
	
	d. 
F.L-1 e M.L2.T-2
	
	e. 
Nenhuma das alternativas anteriores
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: Como o trabalho é definido por força vezes distância, é fácil verificar que a dimensão de força é F e de distância é L. A substituição da unidade de força por M.L.T-2, conforme a segunda Lei de Newton, permite a determinação da dimensão do produto na base MLT.
	
	
	
· Pergunta 3
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um engenheiro aeroespacial deseja calcular a aceleração média de um foguete durante o lançamento. Sabe-se que o foguete alcança a velocidade de 10000 km/h após 2 minutos do lançamento. Qual é aproximadamente a aceleração média em m/s2?
Dados: 1 km = 1000 m; 1h = 3600 s; 1 min = 60 s
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
23,15 m/s2
	Respostas:
	a. 
4320000 m/s2
	
	b. 
100 m/s2
	
	c. 
300 m/s2
	
	d. 
23,15 m/s2
	
	e. 
83,33 m/s2
	Feedback da resposta:
	Resposta: d
Comentário: Inicialmente as unidades de medida devem ser convertidas para o Sistema Internacional de Unidades. A velocidade é convertida para m/s e o tempo de lançamento para segundos. Por fim, a aceleração é calculada por meio da razão entre variação de velocidade e intervalo de tempo.
	
	
	
· Pergunta 4
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um manômetro é acoplado em uma tubulação industrial para medir a pressão de um líquido. Em determinada região a pressão indicada é de 4 Kgf/cm2. Qual seria a pressão equivalente em MPa?
Dados: 1 kgf = 9,8N; 1 m = 100 cm; 1 MPa = 1.106 Pa
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
0,39
	Respostas:
	a. 
0,39
	
	b. 
3,9
	
	c. 
392266
	
	d. 
4
	
	e. 
40000
	Feedback da resposta:
	Resposta: a
Comentário: A conversão pode ser realizada em etapas. Primeiro é convertida a unidade de força de kgf para N. A unidade de área de cm2 para m2. Em seguida é utilizada a relação de que 1MPa é equivalente a 106 Pa.
	
	
	
· Pergunta 5
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Dois líquidos distintos são misturados em um vasilhame específico para esta finalidade. São utilizados 300 ml do primeiro líquido e 500 ml do segundo líquido. Sabendo que as massas específicas são respectivamente de 1,2 g/ml e 0,8 g/ml, a massa específica da mistura será de:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
0,95 g/ml
	Respostas:
	a. 
1,0 g/ml
	
	b. 
0,95 g/ml
	
	c. 
0,9 g/ml
	
	d. 
1,2 g/ml
	
	e. 
0,8 g/ml
	Feedback da resposta:
	Resposta: b
Comentário: Para obter a resposta correta deve-se inicialmente calcular as massas do líquido 1 e do líquido 2. Isto é possível por meio do volume utilizado e da massa específica de cada um dos componentes. Em seguida a massa total da mistura é dividida pelo volume total da mistura conforme definição de massa específica.
 
	
	
	
· Pergunta 6
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um galão contendo 20 l de um líquido é encontrado em uma firma. Infelizmente nenhuma etiqueta ou marcação indica qual é o líquido armazenado. A fim de identificá-lo um funcionário toma uma alíquota de 100 ml e a pesa em uma balança de precisão. O frasco vazio apresenta massa de 50 g. Com a alíquota tomada, o frasco apresenta massa de 137,62 g. A tabela abaixo mostra os possíveis líquidos contidos no vasilhame. Qual foi o líquido encontrado na firma?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
Óleo lubrificante.
	Respostas:
	a. 
Álcool.
	
	b. 
Querosene.
	
	c. 
Óleo lubrificante.
	
	d. 
Água.
	
	e. 
Nenhuma das alternativas anteriores.
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: O resultado é obtido pela comparação da massa específica do líquido com os valores tabelados. É importante notar que o volume do líquido é utilizado no cálculo, não o volume do recipiente.
	
	
	
· Pergunta 7
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um líquido de peso específico de 8000 N/m3 é mantido em um reservatório cilíndrico de raio igual a 0,5 m e altura igual a 1,5 m. Em determinado dia é feito uma medida a qual se verifica a profundidade de 1 m dentro do reservatório. Sendo assim, calcule a massa de líquido armazenada.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
200 kg
	Respostas:
	a. 
400 kg
	
	b. 
942 kg
	
	c. 
200 kg
	
	d. 
300 kg
	
	e. 
628 kg
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: O peso do fluido pode ser calculado utilizando a definição de peso específico. A massa é obtida imediatamente pela relação com seu peso. Deve-se atentar para a utilização do volume do líquido, e não o volume do cilindro.
	
	
	
· Pergunta 8
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um lubrificante A, cuja viscosidade absoluta é de 0,99 Pa.s, é utilizado por uma indústria. Em determinada visita técnica um vendedor apresenta um lubrificante B similar a A com viscosidade cinemática de 0,0011 m2/s e massa específica igual a 850kg/m3. A firma necessita de um lubrificante com menor resistência ao escoamento. Com base nessas informações, qual é o lubrificante apresentado que possui tal característica? Qual a viscosidade absoluta de B?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
O fluido B possui menor resistência ao escoamento. A viscosidade absoluta de B é igual a 0,935 Pa.s
	Respostas:
	a. 
O fluido A possui menor resistência ao escoamento. A viscosidade absoluta de B é igual a 0,935 Pa.s
	
	b. 
O fluido A possui menor resistência ao escoamento. A viscosidade absoluta de B é igual a 0,850 Pa.s
	
	c. 
O fluido B possui menor resistência ao escoamento. A viscosidade absoluta de B é igual a 0,935 Pa.s
	
	d. 
O fluido B possui menor resistência ao escoamento. A viscosidade absoluta de B é igual a 0,850 Pa.s
	
	e. 
São idênticos.
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: Para comparar a viscosidade dos dois lubrificantes o cálculo da viscosidade absoluta de B é necessário. Como a viscosidade absoluta determina a resistência ao escoamento, B possui melhores características para a aplicação desejada.
	
	
	
· Pergunta 9
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um manômetro é um medidor de pressão utilizado para efetuar medidas de pressão na escala efetiva. Em uma tubulação de água a pressão indicada por um manômetro é de 2000 Pa. Sabendo que a pressão atmosférica local na escala absoluta é de 101400 Pa, calcule a pressão do gás em escala absoluta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
103400 Pa
	Respostas:
	a. 
99400 Pa
	
	b. 
101400 Pa
	
	c. 
103400 Pa
	
	d. 
2000 Pa
	
	e. 
97400 Pa
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: Para converter um valor de pressão da escala efetiva para a escala absoluta basta se somar o valor da pressão atmosférica local em escala absoluta.
	
	
	
· Pergunta 10
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	No Brasil a escala de temperatura utilizada é a graus Celsius. Já nos Estados a mais utilizada é a Fahrenheit. Em diversas áreas tecnológicasa escala utilizada é a absoluta, a Kelvin. Sabe-se que uma pessoa é considerada em estado febril quando atinge os 37,8oC. Sendo assim a temperatura correspondente na escala Fahrenheit e na escala Kelvin é aproximadamente igual a:
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
100oF e 311 K
	Respostas:
	a. 
100oF e 300 K
	
	b. 
95oF e 300 K
	
	c. 
37,8oF e 311 K
	
	d. 
70oF e 300 K
	
	e. 
100oF e 311 K
	Feedback da resposta:
	Resposta: e
Comentário: A conversão entre as escalas de temperatura é feita mediante as conhecidas relações de conversão entre as mesmas.
	
	
	
QUESTIONÁRIO UNIDADE II
· Pergunta 1
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um objeto de massa igual a 50 kg e de volume igual a 0,5 m3 é colocado na água. Sabendo que a massa específica da água é igual a 1000 kg/m3, o que irá ocorrer?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	d. 
O objeto ficará boiando com parte de seu volume submerso.
	Respostas:
	a. 
O objeto afundará até encontrar o fundo.
	
	b. 
O objeto afundará e ficará totalmente submerso, mas sem alcançar o fundo.
	
	c. 
O objeto não afundará e ficará totalmente fora da água.
	
	d. 
O objeto ficará boiando com parte de seu volume submerso.
	
	e. 
Nenhuma das alternativas anteriores.
	Feedback da resposta:
	Resposta: d
Comentário: Após determinado período de tempo o objeto ficará estático, ou seja, a resultante de forças será nula. As forças aplicadas ao mesmo são o peso e o empuxo, que tem mesmo módulo e direção que o peso, mas sentido oposto. Por meio desta igualdade e da definição de empuxo é possível calcular o volume submerso do sólido.
	
	
	
· Pergunta 2
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
3800 N
	Respostas:
	a. 
400 N
	
	b. 
4000 N
	
	c. 
200 N
	
	d. 
380 N
	
	e. 
3800 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: e
Comentário: Como a boia se apresenta estática a resultante de forças é nula. Temos aplicadas a força peso e a tração para baixo e o empuxo para cima. Com base nas informações do problema o empuxo é igual a 4000 N. Sendo assim, a tração no fio é de 3800 N.
	
	
	
· Pergunta 3
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	Um mergulhador precisa instalar uma chapa metálica em uma estrutura submersa localizada a 20 m de profundidade. A chapa será fixada no plano horizontal. Sabendo que a placa possui uma área de 1,5 m2, qual será a força aplicada sob a mesma. Considere toda a estrutura submersa na água, cujo peso específico é de 10000 N/m3.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	b. 
300000 N
	Respostas:
	a. 
150000 N
	
	b. 
300000 N
	
	c. 
15000 N
	
	d. 
200000 N
	
	e. 
30000 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: b
Comentário: Inicialmente deve-se calcular a pressão média a 20 m de profundidade utilizando a Lei de Stevin. Após isto, a força aplicada à placa é determinada. Tal cálculo é realizado mediante o produto da pressão pela área da placa (que é a área de contato com a água).
	
	
	
· Pergunta 4
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
1400 Pa
	Respostas:
	a. 
2200 Pa
	
	b. 
220000 Pa
	
	c. 
1400 Pa
	
	d. 
140000 Pa
	
	e. 
900 Pa
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: Neste problema a pressão na interface do óleo com a atmosfera é inicialmente conhecida, nula (escala efetiva de pressão). Utilizando a Lei de Stevin a pressão na interface do óleo com o líquido pode ser calculada, onde se obtém 2200 Pa. Novamente a Lei de Stevin é utilizada, porém aplicada ao tubo contendo o líquido. O resultado final é de 1400 Pa. É importante notar o conceito de vasos comunicantes neste problema, onde as mesmas pressões são verificadas nos dois lados do tubo contendo o óleo para uma mesma altura.
	
	
	
· Pergunta 5
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	c. 
2500 N
	Respostas:
	a. 
40000 N
	
	b. 
160000 N
	
	c. 
2500 N
	
	d. 
625 N
	
	e. 
10000 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: c
Comentário: Na prensa hidráulica a pressão em ambos os vasos para uma determinada altura é a mesma. Isto ocorre devido à comunicação entre os vasos. Inicialmente a pressão do vaso esquerdo é igualada à pressão do lado direito. A substituição da pressão pela razão entre força aplicada e área permite o cálculo da força F. De um modo geral a ampliação de força se dá pela razão entre as áreas dos vasos da prensa.
 
	
	
	
· Pergunta 6
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
400 N
	Respostas:
	a. 
800 N
	
	b. 
400 kg
	
	c. 
600 N
	
	d. 
500 kg
	
	e. 
400 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: e
Comentário: O exercício pode ser resolvido em etapas. Inicialmente o diagrama de forças do conjunto de êmbolos acoplados é montado. Perceba que todo fluido possui a tendência de se dispersar. Por meio desta análise de forças nos êmbolos 2 e 3 a pressão P2 é determinada: 80000 Pa. Analisando o diagrama de forças no êmbolo 1 o peso do bloco é calculado, obtendo 400 N. Note que é necessária a conversão de unidades de cm2 para m2 neste último cálculo.
	
	
	
· Pergunta 7
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
400 N
	Respostas:
	a. 
625 N
	
	b. 
1250 N
	
	c. 
2500 N
	
	d. 
1000 N
	
	e. 
400 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: e
Comentário: O sistema é constituído por uma prensa e por uma alavanca, dois dos principais sistemas de ampliação de força. A resolução da prensa fornece a força aplicada pela alavanca ao êmbolo 2, que é de 800 N. A aplicação da Lei das Alavancas permite o cálculo da força F aplicada, que é de 400 N. Note que neste problema os raios dos êmbolos são fornecidos, e não as áreas.
	
	
	
· Pergunta 8
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
102272 Pa
	Respostas:
	a. 
102272 Pa
	
	b. 
101325 Pa
	
	c. 
101456 Pa
	
	d. 
102000000 Pa
	
	e. 
102272000 Pa
	Feedback da resposta:
	Resposta: a
Comentário: O resultado é obtido pela aplicação direta da Lei de Stevin. Deve-se atentar para as unidades de medida no problema, ou seja, a altura deve ser convertida para metros.
	
	
	
· Pergunta 9
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	a. 
3000 Pa
	Respostas:
	a. 
3000 Pa
	
	b. 
- 3000 Pa
	
	c. 
7000 Pa
	
	d. 
1kPa Pa
	
	e. 
15000 Pa
	Feedback da resposta:
	Resposta: a
Comentário: Inicialmente a pressão do ar na câmara 1 é calculada utilizando a Lei de Stevin, onde se obtém o valor de 2000 Pa. Como um manômetro sempre indica a diferença entre a pressão interna e externa, pode-se concluir que o valor apresentado será de 3000 Pa.
	
	
	
· Pergunta 10
0,5 em 0,5 pontos
	
	
	
	
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	e. 
2953 N
	Respostas:
	a. 
1845 N
	
	b. 
2812,5 N
	
	c. 
4000 N
	
	d. 
23040 N
	
	e. 
2953 N
	Feedback da resposta:
	Resposta: e
Comentário: Para determinar a força F inicialmente deve ser calculada a força resultante no centro de pressão. O valor encontrado deve ser 17718 N. Em seguida a distância entre o centro de pressão e o centro de gravidade deve ser calculada. A resposta correta é 0,25 m. Por fim a força F aplicada é determinada obtendo 2953 N.