HIDRO

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?