Transcript Lista 1-Fluidos-parte A

Universidade Estácio de Sá
Prof. Robson Lourenço Cavalcante DISCIPLINA: FÍSICA TEÓRICA II
Lista 1 Fluidos parte A –ESTÁTICA DOS FLUIDOS
1)Uma janela de escritório tem dimensões de 3,4 m de largura por 2,1 m de altura. A passagem
de uma tempestade a pressão atmosférica no exterior baixa para 0,96 atm. No escritório a pressão
mantém-se a 1,0 atm. Qual o módulo da força que empurra a janela para fora?
2) Uma sala tem as seguintes dimensões: 4,0 m x 5,0 m x 3,0 m. A densidade do é 1,2 kg/m 3 e a
aceleração da gravidade vale 10 m/s2. Qual é o peso do ar na sala, em newtons ?
Resp. 720 N
3) Submerso em um lago, um mergulhador constata que a pressão absoluta no medidor que se encontra
no seu pulso corresponde a 1,6 x105 N/m2. Um barômetro indica a pressão atmosférica local de 1,0
x105 N/m2. Considere a massa específica da água sendo 103 kg/m3 e a aceleração da gravidade, 10
m/s2. Em relação à superfície, qual é a profundidade em que o mergulhador se encontra?
Resp. 6,0 m
4) As represas normalmente são construídas de maneira que a largura da base da barragem seja maior
que a largura da parte superior. Essa diferença de largura se justifica, principalmente, por qual motivo?
5) Uma força de 2 N é aplicada perpendicularmente a uma superfície por meio de um pino de
1 mm2 de área. Qual é a pressão exercida pelo pino sobre essa superfície ?
Resp. 2 x 106 N/m2
PARTE 2
1) Uma peça tem massa de 4,48.10-2 kg e volume de 5,60 cm3. A massa específica do material da
peça, expressa em unidades SI, é:
a) 1,25.103
b) 8,00.10-3
c) 8,00.103
d) 1,12.10-2
e) 1,12.103
2) Num processo industrial de pintura, as peças recebem uma película de tinta de espessura 0,1
mm. Considere a densidade absoluta da tinta igual a 0,8 g/cm3. A área pintada com 10 kg de
tinta é igual a:
a) 1250 m2 b) 625 m2 c) 125 m2 d) 75 m2 e) 50 m2
3) Um cubo de gelo foi formado solidificando completamente 57,6 g de água. Qual é a medida
da aresta do cubo? A densidade do gelo é 0,90 g/cm3.
a) 1 cm
b) 2 cm c) 3 cm d) 4 cm e) 5 cm
4) Um recipiente cheio de álcool (massa específica 0,80 g/cm3) apresenta massa de 30 g e,
completamente cheio de água (1,0 g/cm3), tem massa de 35 g. A capacidade do recipiente é, em
cm3, de:
a) 20 b) 25 c) 30 d) 35 e) 40
5) Admitindo-se que a massa específica do chumbo seja 11 g/cm3, qual o valor mais próximo da
massa de um tijolo de chumbo cujas arestas medem 22 cm, 10 cm e 5 cm?
a) 10 kg b) 11 kg c) 12 kg d) 13 kg e) 14 kg
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6) O salto de um sapato masculino tem área de 64 cm2. Supondo-se que a pessoa que o calce
tenha peso igual a 512 N e que esse peso esteja distribuído apenas no salto, então, a pressão
média exercida no piso vale:
a) 12,0 .104 N/m2
b) 8,0 104 N/m2 c) 6,0.104 N/m2
d) 4,0.104 N/m2 e) 2,0.104 N/m2
7) Um cubo homogêneo de alumínio, de 2 m de aresta, está apoiado sobre uma superfície
horizontal. Qual a pressão, em N/m2, exercida pelo bloco sobre a superfície? Densidade do
alumínio: 2,7.103 kg/m3 ; g = 10 m/s2.
a) 2,7.104 b) 2,7.1010 c) 1,35.104 d) 1,35.1010 e) 5,4 .104
8) Um gás encontra-se contido sob a pressão de 5.103 N/m2 no interior de um recipiente cúbico
cujas faces possuem uma área de 2 m2. Qual é o módulo da força média exercida pelo gás sobre
cada face do recipiente?
a) 1,0.104 N b) 7,5.103 N c) 5,0.103 N d) 2,5.103 N e) 1,0.103 N
9) O tijolo da figura se apóia sobre a base ABEH. Se estivesse apoiado sobre a base ABCD igual
a 1/3 da anterior, a pressão exercida pelo tijolo seria:
a) a mesma.
b) 3 vezes maior.
e) 30% maior que a anterior.
c) 1/3 do valor anterior.
d) 3% maior que a anterior.
10) Você já encontrou em muitos livros a pressão indicada em termos de "cm de Hg". Quando
alguém afirma que a pressão no interior de uma cabina pressurizada é de 152 cm de Hg, está
querendo dizer que a pressão, em atmosferas, é:
a) 2 b) 1,5 c) 2,5 d) 3 e) 1
11) A figura representa cinco recipientes cheios de água e abertos na parte superior.
Em qual deles a pressão que a água exerce sobre a base é maior?
a) Em 1. b) Em 2. c) Em 3. d) Em 4. e) Em 5.
12) Para o teste a seguir, considere g = 10 m/s2 e 76 cm de Hg = 1,0.105 pascal. Um tanque
aberto, em forma de cubo, de 3,00 m de aresta, está completamente cheio de óleo, de massa
específica 0,85.103 kg/m3. Sabendo-se que a pressão atmosférica local é de 70,0 cm de mercúrio,
a força total em newtons, exercida sobre a base do tanque, é:
a) 9,49.103 b) 9,49.105 c) 1,06.106 d) 2,24.106 e) 8,52 .106
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13) Três líquidos não miscíveis, com massas específicas de 5,5 g/cm3, 1,0 g/ cm3 e 0,9 g/cm3,
estão acomodados em um recipiente. As espessuras das camadas desses líquidos são
respectivamente 3,0 cm, 2,0 cm e 5,0 cm. Considerando g = 10 m/s2, a pressão total em bária no
fundo do recipiente será de:
a) 230 b) 2300 c) 23000 d) 23 e) 158,7
14) A diferença de pressão estática medida entre dois pontos dentro de um líquido em equilíbrio
estático é de 5.103 Pa. Sabendo-se que o líquido é a água com densidade absoluta d = 103 kg/m3 e
que no local g = 10 m/s2, o desnível entre os dois pontos é de:
a) 3,5 m
b) 0,5 m
c) 0,2 m
d) 4,5 m
e) 6,2 m
15) Um bloco repousa no fundo de um lago, a uma profundidade de 50 m. Sabendo-se que a
pressão na superfície do lago é de 9,30.104 N/m2, a densidade da água do lago 1,0 g/cm3 e a
aceleração da gravidade no local 10 m/s2, pode-se afirmar que a pressão total exercida sobre o
bloco é de:
a) 9,30.104 N/m2
b) 9,35.105 N/m2
c) 9,35.106 N/m2
d) 5,93.10^6 N/m2
5
2
e) 5,93. 10 N/m
16) A diferença de pressão entre o fundo de um lago e um ponto situado a 2H/3 da superfície
vale 8,0.104 N/m2. Adote g = 10 m/s2 e densidade da água = 103 kg/m3. A profundidade do lago
vale:
a) 12 m b) 66 m c) 18 m d) 24 m e) 50 m
17) No último mês de novembro um mergulhador estabeleceu um novo recorde, alcançando a
marca de 62 metros de profundidade, sem o uso de aparelhos. Se no local do mergulho a
aceleração da gravidade era 9,8 m/s2, dHg = 13600 kg/m3, dágua = 1000 kg/m3 e patm = 760
mmHg, no limite da profundidade alcançada a pressão exercida era:
a) o dobro da pressão atmosférica..
b) a pressão atmosférica..
c) nenhuma, porque a pressão se anula por efeito da água.
d) aproximadamente seis pressões
atmosféricas.
e) aproximadamente sete pressões atmosféricas.
18) Quando você toma refrigerante num copo com canudo, o líquido sobe porque:
a) a pressão atmosférica cresce com a altura, ao longo do canudo.
b) a pressão no interior de sua boca é menor que a atmosférica.
c) a densidade do refrigerante é menor que a do ar.
d) a pressão em um fluido se transmite integralmente a todos os seus pontos.
e) a pressão hidrostática no copo é a mesma em todos os pontos em um plano horizontal.
19) Em uma reunião de família, no momento de abrir uma garrafa de vinho, o saca-rolhas não foi
encontrado. Entretanto, João tomou a garrafa e, batendo com o fundo dela contra a parede,
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devidamente acolchoada, conseguiu retirar a rolha. Com relação a esse efeito, é correto afirmar
que:
a) está relacionado com o princípio de Stevin, da diferença de pressão.
b) está relacionado com o princípio de Pascal, da transmissão de pressão.
c) pode ser explicado pelo princípio de Arquimedes, do empuxo.
d) a situação é inverídica: não se pode retirar a rolha da maneira descrita.
e) João certamente quebrou a garrafa.
20) A figura representa um balão contendo gás, conectado a um tubo aberto com mercúrio. Se a
pressão atmosférica local é a normal, pode-se afirmar corretamente que a pressão do gás, em
cmHg, é de:
Adote g = 10 m/s2 e dHg = 13,6 g/cm3.
a) 66
b) 76
c) 86
d) 760
e) 860
21) As áreas dos pistões do dispositivo hidráulico da figura mantêm a relação 50:2. Verifica-se
que um peso P, quando colocado sobre o pistão maior, é equilibrado por uma força de 30 N no
pistão menor, sem que o nível do fluido nas duas colunas se altere,
De acordo com o princípio de Pascal, o peso P vale:
a) 20 N
b) 30 N c) 60 N d) 500 N e) 750 N
22) Com um máximo de expiração, um estudante, soprando de um lado de um manômetro cujo
líquido manométrico é a água, produz um desnível do líquido de aproximadamente 65 cm entre
os dois ramos do tubo manométrico. Nestas condições, pode-se afirmar que a pressão efetiva
exercida pelos pulmões do estudante é de:
a) 6,5 Pa
b) 6,5.10 Pa
c) 6,5.102 Pa
d) 6,5.103 Pa
e) 6,5.104 Pa
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23) Observe afigura, onde há mercúrio de densidade 13,6 g/cm3 e um outro líquido não miscível
com o primeiro, cuja densidade é aproximadamente:
a) 12,2 g/cm3
b) 1,5 g/cm3
c) 0,15 g/cm3
d) 9 g/cm3
24) No tubo em U da figura abaixo, de extremidades abertas, encontram-se dois líquidos ideais,
de densidades 0,8 g/cm3 e 1,0 g/cm3. O desnível entre as superfícies livres dos líquidos é h = 2,0
cm. As alturas h1 e h2 são, respectivamente:
a) 4,0 cm e 2,0 cm
e) 8,0 cm e 1 0,0 cm
b) 8,0 cm e 4,0 cm
c) 10,0 cm e 8,0 cm
d) 12,0 cm e 10,0 cm
25) No esquema abaixo, x e y são dois líquidos não miscíveis e homogêneos, contidos em um
sistema de vasos comunicantes, em equilíbrio hidrostático. Dos valores abaixo, o que mais se
aproxima do valor da densidade relativa do líquido y em relação ao líquido x é:
a) 0,80
b) 0,90
c) 1,1
d) 1,3
e) 2,5
26) Um tubo em U contém mercúrio. Derrama-se num dos ramos, sobre o mercúrio, um líquido
de densidade 3 g/cm3, até que a coluna do mesmo tenha 10 cm de altura. No outro ramo colocase álcool de densidade 0,8 g/cm3 até 15 cm de altura. A densidade do mercúrio é 13,6 g/cm3. A
diferença final de nível de mercúrio nos dois ramos é de:
a) 3,53 cm
b) 2,50 cm
c) 1,50 cm d) 1,32 cm
e) zero cm
27) Deseja-se construir uma prensa hidráulica que permita exercer no êmbolo maior uma força
de 5,0.103 N, quando se aplica uma força de 5,0.10 N no êmbolo menor, cuja área é de 2.10 cm2.
Nesse caso a área do êmbolo maior deverá ser de:
a) 2,0 cm2 b) 2,0.10 cm2 c) 2,0.103 cm2 d) 2,0.104 cm2 e) 2,0.105 cm2
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28) O macaco hidráulico representado na figura está em equilíbrio. Os êmbolos formam áreas
iguais a 2A e 5A. Qual a intensidade da força F ?
a) 40 kgf
b) 60 kgf
c) 70 kgf d) 50 kgf
e) 45 kgf
Gabarito da PARTE 2
PARTE 3
1) Um corpo de massa 600 gramas ocupa volume de 200 cm³. Calcule a densidade desse corpo
em g/cm³, kg/L e kg/m³.
2) Complete as equivalências entre as unidades:
a) 1 g/cm³ =…..kg/m³ = ………kg/L
b) 1 kg/m3 = ......g/cm3 = …….kg/L
3) Sabendo que a massa específica do alumínio é 2,7 g/cm³, calcule:
a) a massa de um corpo maciço de alumínio cujo volume é 30 cm3;
b) o volume de um corpo maciço de alumínio cuja massa é 2,16 kg.
4) Uma pessoa comprime um percevejo contra uma mesa de madeira, exercendo uma força de 20
N. Sabendo que a ponta do percevejo tem área 0,10 mm2, calcule, em N/m2, a pressão exercida
pela ponta do percevejo.
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5) Um corpo de cobre tem a forma de uma casca esférica de raio interno R, = 4,00 cm e raio
externo R2 = 10,0 cm (a parte interna é oca). Calcule a densidade do corpo sabendo que a massa
específica do cobre é 8,92 g/cm3. Dado: volume da esfera =
4
 R³
3
6) Numa região em que g = 10 m/s²,um homem de massa 60 kg está de pé, usando sapatos,
exercendo sobre os pontos de contato com o solo uma pressão média de 2,0 . 104 Pa. Calcule a
área de contato entre os sapatos e o solo:
a) em m2
b) em cm2
7) Na figura abaixo representamos um recipiente contendo um líquido de densidade
d = 2,4.103 kg/m3. Sabendo que g = 10 m/s2, h = 3,0 m e que a pressão no ponto A é 1,2.105 Pa,
calcule a pressão no ponto B.
8) Numa região onde a pressão atmosférica é 1,0.105 N/m2 e g = 10 m/s2, uma caixa cúbica de
aresta 2,0 m encontra-se no fundo de um lago, estando a face superior da caixa a uma
profundidade h = 40 m. Supondo a densidade da água igual a 1,0.103 kg/m3, calcule:
a) a pressão na face superior da caixa;
b) a força exercida pela água na face superior da caixa.
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9) Numa região em que g = 10 m/s2 e a pressão atmosférica é Patm= 1,0.105 Pa temos óleo e água
em equilíbrio dentro de um recipiente, como mostra a figura. Sabendo que a densidade do óleo é
9,0.102 kg/m3 e a densidade da água é 1,0.103 kg/m3.calcule:
a) a pressão no ponto X;
b) a pressão no ponto Y.
10) Num tubo em U estão em equilíbrio dois líquidos imiscíveis (água e mercúrio), como mostra
a figura. Sabendo que a densidade da água é 1,0g/cm³ e a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm³,
calcule o desnível h entre as superfícies livres dos dois líquidos.
11) No elevador hidráulico representado na figura, os êmbolos E1 e E2, de pesos desprezíveis,
têm áreas respectivamente iguais a 80 cm2 e 800 cm2. Qual é a intensidade da força F necessária
para sustentar um automóvel de peso P = 12000 N?
12) Para medir a pressão p exercida por um gás, contido num recipiente, utilizou-se um
manômetro de mercúrio, obtendo-se os valores indicados na figura abaixo.
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A pressão atmosférica local medida por um barômetro indicava 750 mmHg. O valor de p, em
mmHg, vale:
a) 150
b) 170
c) 750
d) 900
e) 940
13) Quando você bebe um líquido usando canudinho, por que o líquido sobe pelo canudo?
14) Um bloco de volume 2,0.10-3 m3 e densidade 3,0.103 kg/m3 está totalmente submerso na
água, cuja densidade é 1,0.103 kg/m3,e preso por um fio a um dinamômetro, como mostra a
figura. Dado g = 10 m/s2, calcule:
a) a massa do bloco;
b) o empuxo sobre o bloco;
c) a marcação do dinamômetro (peso aparente).
15) Na figura abaixo representamos um corpo esférico flutuando em um líquido de densidade
0,80 g/cm3 com
4
de seu volume submerso. Qual é a densidade do corpo?
5
16) A densidade do aço é maior que a da água. No entanto, um navio cujo casco é de aço
consegue flutuar na água. Como isso é possível?
17) A Figura abaixo mostra uma bola de ferro suspensa por uma linha de massa desprezível
presa em um cilindro vertical que flutua parcialmente submerso em água. O cilindro tem uma
altura de 6,00 cm, uma face de área 12,0 cm2 no topo e na base, uma densidade de 0,30 g/cm3, e
2,00 cm de sua altura estão acima da superfície da água. Qual é o raio da bola de ferro?
Resposta: 9,7 mm
18) Um bloco de madeira flutua em água doce com dois terços de seu volume V submersos, e em
óleo com 0,90V submersos. Encontre a (a) densidade da madeira e (b) do óleo.