Fluidos Em Repouso

Universidade de Caxias do Sul

Fluidos e Termodinâmica – FIS0269

Lista de Problemas – Fluidos em repouso

1. Um bloco de madeira, cujo volume é de 500 cm3, tem massa igual a 300 g.

a) Qual é a densidade dessa madeira em g/cm3 e kg/m3? R. 0,6 g/cm3 e 600 kg/m3. b) Uma tora desta madeira tem 2,5 m3 de volume. Qual é a sua massa? R. 1500 kg.

2. Dois cilindros são aparentemente iguais, com 10 cm2 de área na base e 5 cm de altura. Entretanto, enquanto um deles é de ouro maciço o outro tem o interior vazio, tendo apenas as paredes de ouro, correspondendo a 10% do volume total. (Densidade do ouro: 19300 kg/m3)

a) Compare percentualmente as massas dos dois cilindros. R. m2 = 10% m1 b) Calculeadensidadedosegundocilindro.R.1,93g/cm3

3. Um peixe mantém sua profundidade na água ajustando a quantidade de ar em ossos porosos ou em bolsas de ar para tornar a sua densidade média igual à da água. Suponha que com as bolsas de ar vazias um peixe tenha densidade de 1,08 g/cm3. Para que fração de seu volume o peixe deve inflar suas bolsas de ar para reduzir sua densidade até o valor da densidade da água? R. 0,074.

4. Uma mulher com saltos coloca momentaneamente, ao caminhar, todo o peso do corpo sobre um dos saltos. Admitindo que o raio do salto seja de 0,4 cm e a massa da mulher de 56 kg, que pressão é exercida, nestas circunstâncias, sobre o piso, em atm? R. 108 atm.

5. Uma janela de escritório tem dimensões 3,4 m por 2,1 m. Como resultado da passagem de uma tempestade, a pressão do ar no exterior cai para 0,96 atm, mas no interior ela permanece em 1,0 atm. Que força resulta dessa diferença de pressão e empurra a janela para fora? R. 28900 N.

6. Um motorista para em um posto e pede ao frentista para regular a pressão dos pneus de seu carro em 25 “libras” (abreviação da unidade “libra-força por polegada quadrada” ou “psi”). Essa unidade corresponde à pressão exercida por uma força igual ao peso da massa de uma libra, distribuída sobre uma área de uma polegada quadrada. Uma libra corresponde a 0,5 kg e 1 polegada a 25 x 10-3 m, aproximadamente. Aquelas 25 libras pedidas pelo motorista equivalem a quantas atmosferas? R. 2 atm

7. Um habitante da Lua conseguiria tomar um refrigerante, usando um canudinho, com se faz aqui na Terra? Explique sua resposta.

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8. Com uma profundidade de 10,9 km, a Fossa Desafiadora no oceano Pacífico é o lugar mais profundo dos oceanos. Em 1960, Donald Walsh e Jacques Piccard atingiram essa fossa na batiscafo Trieste. Supondo que a água do mar tem uma densidade uniforme de 1024 kg/m3, calcule aproximadamente a pressão hidrostática que o Trieste teve que suportar. (A pressão atmosférica no local é 1,01 x 105 Pa.) R. 1080 atm.

9. Um tubo em U simples aberto contém mercúrio. Quando 11,2 cm de água são derramados no braço direito do tubo, quanto mercúrio sobe no lado esquerdo em relação ao seu nível inicial? R. 0,412 cm.

10. Alguns membros da tripulação tentam escapar de um submarino danificado a 100 m abaixo da superfície. Que força deve ser aplicada a uma porta de saída de emergência de dimensões 1,2 m por 0,6 m, para que seja aberta para fora nesta profundidade? Suponha que a densidade da água do oceano é 1024 kg/m3. R. 7,2 x 105 N

11. Que pressão manométrica uma máquina deve produzir para sugar verticalmente para cima uma lama de densidade igual a 1800 kg/m3 por um tubo de 15 m de altura? R. -2,6 x 105 Pa

12. Suponha que o sangue tenha a mesma densidade que a água e que o coração seja uma bomba capaz de bombeá-lo a uma pressão de 0,2 atm acima da pressão atmosférica. Considere uma pessoa cujo cérebro está a 50 cm acima do coração. Até que altura o coração consegue bombear o sangue? R. 2,06 m

13. Em uma residência, há uma caixa da água de 1 m de largura, 2 m de comprimento e 1 m de altura. Para aumentar a pressão da água nas torneiras, um bombeiro sugeriu que se colocasse, no mesmo local, uma outra caixa de maior capacidade, com 2 m de largura, 3 m de comprimento e 1 m de altura. Você concorda com a proposta do bombeiro? Explique.

14. Um elevador