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ONDAS E TERMODINÂMICA – FISICA II
o EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1. Você compra uma peça retangular de metal com massa igual a 0,0158kg e dimensão de
5,0x15,0x30,0mm3. O vendedor diz que o metal é ouro. Para verificar se é verdade, você deve
calcular a densidade média da peça. Qual o valor obtido? Você foi enganado?
2. Você ganha na loteria e decide impressionar seus amigos exibindo um cubo de ouro de um milhão
de dólares. O ouro está sendo vendido a $426,60 por onça troy, e uma onça troy equivale a
31,1035g. Qual seria a altura do seu cubo de um milhão de dólares?
3. Duas esferas uniformes, uma de chumbo e outra de alumínio, possuem a mesma massa. Qual é a
razão entre o raio da esfera de alumínio e o raio da esfera de chumbo?
4. Um tubo cilíndrico de cobre vazio mede 1,50m de comprimento e tem um diâmetro externo de
3,50cm e um diâmetro interno de 2,50cm. Quanto pesa esse tubo?
 
 
5. Os cientistas encontraram indícios de que Marte pode ter tido outrora um oceano com 0,500km
de profundidade. A aceleração da gravidade em Marte é 3,71m/s2. (a) Qual seria a pressão
manométrica no fundo desse oceano, supondo que ele fosse de água doce? (b) A que
profundidade você precisaria descer nos oceanos da Terra para ser submetido à mesma
pressão manométrica?
6. (a) Calcule a diferença na pressão sanguínea entre os pés e o topo da cabeça de uma pessoa de
1,65m de altura. (b) Considere um segmento cilíndrico de um vaso sanguíneo de 2,0cm de
comprimento e 1,50mm de diâmetro. Que força externa adicional esse vaso precisaria suportar nos
pés em comparação a um vaso semelhante na cabeça dessa pessoa?
7. Um barril contém uma camada de óleo de 0,120m flutuando sobre a água com uma profundidade
igual a 0,250m. A densidade do óleo é igual a 600kg/m3. (a) Qual é a pressão manométrica na
interface entre o óleo e a água? (b) Qual é a pressão manométrica no fundo do barril?
 
8. O líquido no manômetro de tubo aberto indicado na
figura é o mercúrio, y1=3cm e y2=7cm. A pressão
atmosférica é igual a 980milibares. (a) Qual é a pressão
absoluta no fundo do tubo em forma de U? (b) Qual é a
pressão absoluta no tubo aberto a uma profundidade de
4cm abaixo da superfície livre? (c) Qual é a pressão
absoluta do gás no tanque? (d) Qual é a pressão
manométrica do gás em pascals?
9. Um cilindro alto com uma área da seção reta igual a 12cm2 está parcialmente cheio de mercúrio;
a superfície do mercúrio está 5cm acima do fundo do cilindro. Despeja-se água lentamente sobre o
mercúrio, e os dois fluidos não se misturam. Que volume de água deve ser acrescentado para dobrar
a pressão manométrica no fundo do cilindro?
10. Um lago no extremo norte do Yukon está coberto por uma camada de gelo de 1,75m de
espessura. Calcule a pressão absoluta e a pressão manométrica a uma profundidade de 2,50m no
lago.
 
11. Um disco cilíndrico de madeira, pesando 45N e com um
diâmetro de 30cm, flutua sobre um cilindro de óleo de
densidade 0,850g/cm3. O cilindro de óleo está a 75cm de
profundidade e tem o mesmo diâmetro que o disco de
madeira. (a) Qual é a pressão manométrica no topo da coluna
de óleo? (b) Suponha agora que alguém coloque um peso de
83N sobre a madeira, e que nenhum óleo passe pela beirada do
disco de madeira. Qual é a variação de pressão (i) no fundo do
cilindro de óleo e (ii) na metade do cilindro de óleo?
12. O pistão de um elevador hidráulico de carros possui um diâmetro igual a 0,30m. Qual é a pressão
manométrica, em pascals, necessária para elevar um carro com massa igual a 1200kg?
13. Um bloco de gele flutua sobre um lago de água doce. Qual deve ser o volume mínimo do bloco
para que uma mulher de 45,0kg possa ficar em pé sobre o bloco sem molhar os pés?
 
14. Uma amostra de minério pesa 17,50N no ar. Quando a amostra é suspensa por uma corda leve e
totalmente imersa na água, a tensão na corda é igual a 11,20N. Calcule o volume total e a densidade
da amostra.
15. Você está preparado um aparelho para uma visita a um planeta recém-descoberto chamado
Caasi, onde há oceanos de glicerina e cuja aceleração gravitacional na superfície é igual a 4,15m/s2.
Se o seu aparelho flutua nos oceanos da Terra com 25,0% de seu volume submerso, que
porcentagem de seu volume estará submersa nos oceanos de glicerina de Caasi?
16. Uma esfera de plástico oca é mantida submersa em um lago de água doce amarrada a uma
corda presa no fundo do lago. O volume da esfera é igual a 0,650m3, e a tensão na corda é igual a
900N. (a) Calcule a força de empuxo exercida pela água sobre a esfera. (b) Qual é a massa da esfera?
(c) A corda se rompe e a esfera sobe até a superfície. Quando ela atinge o equilíbrio, qual é a fração
do volume da esfera que fica submersa?
 
17. Um bloco de madeira cúbico com aresta de 10cm flutua sobre uma
interface entre uma camada de água e uma camada de óleo, com
sua base situada 1,50cm abaixo da superfície livre do óleo. A
densidade do óleo é igual a 790kg/m3. (a) Qual é a pressão
manométrica na face superior do bloco? (b) Qual a pressão manométrica na face inferior do bloco?
(c) Quais são a massa e a densidade do bloco?
18. Uma rocha é suspensa por uma corda leve. Quando a rocha está no ar, a tensão na corda é
39,2N. Quando a rocha está totalmente imersa na água, a tensão é 28,4N. Quando a rocha está
totalmente imersa em um líquido desconhecido, a tensão é 18,6N. Qual é a densidade do liquido
desconhecido?
19. Uma cabeça de chuveiro possui 20 aberturas circulares, cada uma com um raio de 1mm. A
cabeça do chuveiro é conectada a um cano de raio igual a 0,80cm. Se a velocidade da água no cano é
3,0m/s, qual é a sua velocidade ao sair pelas aberturas da cabeça?
 
20. A água escoa em um tubo cuja seção reta possui área variável e enche completamente o tubo
em todos os pontos. No ponto 1, a seção reta possui área igual a 0,070m2 e o módulo da velocidade
do fluido é igual a 3,50m/s. (a) Qual é a velocidade do fluido nos pontos em que a seção reta possui
área igual a (i) =0,105m2? (ii) = 0,047m2? (b) Calcule o volume da água descarregada pela
extremidade aberta do tubo em 1 hora.
21. A água escoa em um tubo cilíndrico cuja seção reta possui área variável. A água enche
completamente o tubo em todos os pontos. (a) Em um ponto o raio do tubo é igual a 0,150m. Qual é
a velocidade da água nesse ponto se a vazão volumétrica no tubo é igual a 1,20m3/s? (b) Em um
segundo ponto a velocidade da água é igual a 3,80m/s. Qual é o raio do tubo nesse ponto?
22. Um tanque selado que contém água do mar até uma altura igual a 11,0m também contém ar
acima da água a uma pressão manométrica igual a 3atm. A água escoa para fora através de um
pequeno orifício na base do tanque. Calcule a velocidade de efluxo da água.
23. Um pequeno orifício circular com diâmetro igual a 6,0mm e cortado na superfície lateral de um
grande tanque de água, a uma profundidade de 14,0m abaixo da superfície da água. O topo do
tanque está aberto para a atmosfera. Ache (a) a velocidade de efluxo; (b) o volume de água
derramado por segundo.
 
 
24. Qual é a pressão manométrica necessária no tubo principal da rua para que uma mangueira de
incêndio ligada a ele seja capaz de lançar água até uma altura de 15,0m?(Suponha que o diâmetro
do tubo principal seja muito maior que o diâmetro da mangueira de incêndio).
25. Em um dado ponto de um encanamento cilíndrico horizontal, a velocidade da água é igual a
2,50m/s e a pressão manométrica é igual a 1,80x104Pa. Calcule a pressão manométrica em um
segundo ponto do encanamento sabendo que o diâmetro do cano no segundo ponto é igual ao
dobro do diâmetro do primeiro.
 
26. Um sistema de irrigação de um campo de golfe descarrega a água de um cano horizontal à taxa
de 7200cm3/s. Em um ponto do cano em que o raio é 4,0cm, a pressão absoluta da água é
2,40x105Pa. Em um segundo ponto do cano, a água passa por uma constrição, onde o raio é 2,0cm.
Qual é a pressão absoluta da água ao passar por essa constrição?