Fisica

LISTA DE EXERCÍCIOS

Curso: ENGENHARIA DE PRODUÇÃO Período: 5º

Disciplina: FENÔMENOS DE TRANSPORTES

Professor: CLAUDINEI CERCONI

Ano: 2012 1° Semestre Condução Valor da lista:

Acadêmico (A) Nota:

Informações: -Entregar até terça dia _____/____/_____.

-Cada aluno deverá entregar sua lista.

01 – Calcule a diferença hidrostática entre a pressão arterial no cérebro e no pé de uma pessoa com 1,83 m de altura. A massa específica do sangue é 1,06x103 kg/m³.

02 – Alguns membros da tripulação tentam escapar de um submarino avariado a 100 m abaixo da superfície. Que força deve ser aplicada a uma escotilha de emergência, de 1,2 m por 0,6 m, para abri-la para fora nessa profundidade? Suponha que a massa específica da água do oceano é 1024 kg/m³ e que a pressão do ar no interior do submarino é 1,00 atm.

03 – Embolia gasosa em viagens de avião. Os mergulhadores são aconselhados a não viajar de avião nas primeiras 24 horas após um mergulho, porque o ar pressurizado usado durante o mergulho pode introduzir nitrogênio na corrente sanguínea. Uma redução súbita da pressão do ar (como a que acontece quando um avião decola) pode fazer com que o nitrogênio forme bolhas no sangue, que podem produzir embolias dolorosas ou mesmo fatias. Qual é a variação de pressão experimentada por um soldado da divisão de operações especiais que mergulha a 20 metros de profundidade em um dia e salta de pára-quedas de uma altitude 7,6 km no dia seguinte? Suponha que a massa específica média do ar nessa faixa de altitudes seja 0,87 kg/m³.

04 – Perda de consciência dos pilotos de caça. Quando um piloto faz uma curva muito fechada em um avião de caça moderno a pressão do sangue na altura do cérebro diminui, e o sangue deixa de abastecer o cérebro. Se o coração mantém a pressão manométrica (hidrostática) da aorta em 120 torr quando o piloto sofre uma aceleração centrípeta horizontal de 4g, qual é a pressão sanguínea no cérebro (em torr), situado a 30 cm de distância do coração no sentido do centro da curva? A falta de sangue no cérebro pode fazer com que o piloto passe a enxergar em preto e branco e o campo visual se estreite, um fenômeno conhecido como “visão de túnel”. Caso persista, o pilote pode sofrer a chamada g-LOC ( g-induced loss of consciousness, perda de consciência induzida por g). A massa específica do sangue é de 1,06x103 kg/m³.

05 - Na análise de certos fenômenos geológicos é muitas vezes apropriado supor que a pressão em um dado nível de compensação horizontal, muito abaixo da superfície, é a mesma em uma vasta região e é igual à pressão produzida pelo peso das rochas que se encontram acima desse nível. Assim, a pressão no nível de compensação é dada pela mesma fórmula usada para calcular a pressão de um fluido. Esse modelo exige, por exemplo, que as montanhas tenham raízes de rochas continentais que penetram no manto mais denso (conforme figura). Considere uma montanha de altura H = 6,0 km em um continente de espessura T = 32 km. As rochas continentais têm uma massa específica 2,9 g/cm³ e o manto que fica abaixo destas rochas têm uma massa específica de 3,3 g/cm³. Calcule a profundidade D da raiz. (sugestão: iguale as pressões nos pontos a e b; a profundidade y do nível de compensação se cancela).

06 – Um êmbolo com uma seção reta a é usado em uma prensa hidráulica para exercer uma pequena força de módulo f sobre um líquido que está em contato, através de um tubo de ligação, com um êmbolo maior de seção reta A (figura abaixo). (a) qual é o módulo F da força que deve ser aplicada ao êmbolo maior para que o sistema fique em equilíbrio? (b) Se os diâmetros dos êmbolos são 3,8 cm e 53 cm, qual é o módulo da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para equilibrar uma força de 20 kN aplicada ao êmbolo menor?

07 – Na figura abaixo uma mola de constante elástica 3,00 x104 N/m liga uma viga rígida ao êmbolo de saída de um macaco hidráulico. Um recipiente vazio de massa desprezível está sobre o êmbolo de entrada. O êmbolo de entrada tem uma área Ae e o êmbolo de saída em uma área 18,0Ae. Inicialmente a mola está relaxada. Quant6os quilogramas de areia devem ser despejados (lentamente) no recipiente para que a mola sofra uma compressão de 5,00 cm?

08 – Na figura abaixo um cubo de aresta L = 0,6 m e 450 kg de massa é suspenso por uma corda em um tanque aberto que contém um líquido de massa específica 1030 kg/m³. Determine (a) o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é de 1,00 atm. (b) o módulo da força total exercida sobre a face inferior do cubo e (c) a tensão da corda. (d) Calcule o módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido usando o princípio de Arquimedes. Que relação existe entre todas essas grandezas?

09 – Um flutuador tem a forma de um cilindro reto,com 0,5 metros de altura e 4,0 m² de área das bases; sua massa específica é 0,4 vezes a massa específica da água doce. Inicialmente o flutuador é mantido totalmente imerso em água doce, com a face superior na superfície da água. Em seguida é liberado e sobe gradualmente até começar a flutuar. Qual é o trabalho realizado pelo empuxo sobre o flutuador durante a subida?

10 – Que fração do volume de um iceberg (massa específica 917 kg/m³) é visível se o iceberg flutua (a) no mar (água salgada massa específica 1024 kg/m³) e (b) em um rio (água doce, massa específica 1000 kg/m³)?

11 – Uma peça de ferro contendo um certo número de cavidades pesa 6000 N no ar e 4000 N na água. Qual é o volume total de cavidades? A massa específica do ferro é 7,87 g/cm³.

12 – A figura abaixo mostra uma bola de ferro suspensa pro uma corda de massa desprezível presa em um cilindro que flutua, parcialmente submerso, com as bases paralelas à superfície da água. O cilindro tem uma altura de 6,0 cm, uma área das bases de 12,0 cm², uma massa específica de 0,30 g/cm³ e 2 cm de sua altura estão acima da superfície da água. Qual é o raio da bola de ferro?

13 – Uma mangueira