Física- Hidrodinâmica

Exercícios

1) A densidade do ouro é dAu= 1,93x104 kg/m3. Determine:

a) a massa da esfera de ouro de massa m= 0,193 kg;

1,93x〖10〗^4= 0,193/V

V=0,193/(1,93x〖10〗^4 )

V=1x〖10〗^(-5)

b) a massa de uma esfera de ouro de raio r= 1,00 cm

m=V.d

m= 4/3 πr^3.d

m=4/3 π〖0,01〗^3.1,93x〖10〗^4

m=0,08084 kg

m=80,84 g

2) A ponta de um percevejo é aproximadamente circular e tem 0,10 mm de diâmetro. Para fixá-lo num painel, um estudante exerce sobre a cabeça desse percevejo uma força de módulo 10 N perpendicular ao painel. Qual a pressão na ponta do percevejo em pascal (Pa)?

p=F/A

p=(10 N)/((π.〖0,10〗^2/4))

p=(10 N)/(0,00785 mm^2 )

p=(10 N)/(7,85x〖10〗^(-9) m²)

p=1,3x〖10〗^(-9) N/m²

p=1,3x〖10〗^(-9) Pa

3) Quatro cubos metálicos homogêneos e iguais, de aresta 〖10〗^(-1) m, acham-se dispostos sobre um plano. Sabe-se que a pressão aplicada pelo conjunto sobre o plano é de 10000 Pa. A densidade dos cubos será aproximadamente de? (g = 10 m/s²)

A pressão aplicada pelo conjunto (4 cubos) sobre o plano é 10^4 N/m²

A pressão P sob cada cubo é

〖10〗^(-4)/4

ou P= 0,25x10^4.

P = F / A (Pressão é Força por unidade de Área)

A força é o peso do próprio cubo que é dado por

F= m.g

Então P = m.g / A (como A = a²)

P = m.g / a² (equação 1)

Da equação da densidade

d = m / V

obtemos a massa

m = V.d ( que iremos substituir na equação 1) obtendo:

P = V.d.g / a² (e lembrando ainda que V = a³)

P = a³.d.g / a²

Simplificando

P = a.d.g

então

d = P / a.g

Finalmente, substituindo p=0,25x〖10〗^4 , a = 0,1 e g = 10

obtemos

d=(0,25x〖10〗^4)/0,1x10

d=2,5x〖10〗^3 kg/m³

4) Um submarino navega a 100 m de profundidade. Qual a pressão exercida pela água do mar sobre o submarino? (Dados: densidade da água do mar d= 1,03x10³ kg/m³ e g= 9,81 m/s²)

P_h=μ.g.h

P_h=1,03x〖10〗^3.9,81x100

P_h=101430 N/m^2 = 101430 Pa

Ou

10,1043 ATM

5) Um tubo em U contém água. Derrama-se em um dos lados do tubo um líquido L que não se mistura com a água. A figura a seguir representa esses líquidos em repouso. Sendo µa= 1,0x10³ kg/m³ a densidade da água, determine a densidade do líquido L, µL.

µ_a.h_a=µ_L.h_L

1,0x〖10〗^3.0,11=μ_L.0,07

1000.0,11=μ_L.0,07

110/7=μ_L

μ_L=1,57x〖10〗^3 kg/m³

6) As figuras representam um manômetro de mercúrio ligado a um recipiente que contêm gás. Sendo dados p0= 1,01x105 Pa a pressão atmosférica local, µHg= 13,6x10³ kg/m³ a densidade do mercúrio e g= 9,81 m/s², determine a pressão do gás em cada caso.

p_g1=1,01x〖10〗^5-13,6x〖10〗^3.9,81.0,15

p_g1=1,01x〖10〗^5-20012,4

p_g1=80987,6

p_g1=8,09x〖10〗^4 Pa

p_g2=1,01x〖10〗^5+13,6x〖10〗^3.9,81.0,10

p_g2=1,01x〖10〗^5+13341,6

p_g2=114341,6

p_g2=1,14x〖10〗^5 Pa

7) O físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647) idealizou um experimento bastante simples e engenhoso, que lhe permitiu comprovar a existência da pressão atmosférica, como também obter a medida da pressão exercida pela atmosfera. Em nosso cotidiano, a todo momento encontramos situações que evidenciam a existência da pressão atmosférica. Utilizando-se dessas informações contidas no texto, assinale a proposição correta:

a) A pressão atmosférica é dada por 740 mm de Hg, que é a altura da coluna de mercúrio sustentada pela atmosfera em condições normais. (Errado, são 760 mm de Hg.)

b) Quando você toma refrigerante em um copo com canudo, o líquido sobe pelo canudo, porque a pressão no interior de sua boca é maior do que a da atmosfera. (Errado, sobe porque a pressão é menor no interior da boca.)

c) A pressão sobre uma pessoa é a mesma estando ela em uma praia na cidade do Rio de Janeiro ou no Corcovado a uma altitude de 710 metros. (Errado, há diferença de pressão em diferentes alturas.)

d) Quando o comandante de um avião Jumbo eleva a altitude de voo do avião de 9000 m para 11000 m, a pressão atmosférica sobre o avião fica maior. (Errado, aumentando a altitude, diminui a pressão.)

e) Os astronautas precisam usar roupas especiais nos lugares onde a pressão é nula, porque sem a pressão externa, a pressão interna do corpo não estaria equilibrada e eles explodiriam. (Correto, pois como nosso corpo está cheio de ar, a pressão precisa ser anulada para não sermos esmagados.)

8) Dois líquidos imiscíveis são colocados num sistema constituído por vasos comunicantes, como um tubo em U da figura. Considerando-se o líquido 1 com densidade d1 e altura h1 e o liquido 2 com densidade