Hidro

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Exercícios de Física II – Mecânica dos Fluidos

▪Hidrostática ▪

1. [Fundamentos, pg345] Um helicóptero, em missão no mar antárctico, necessita efectuar uma aterragem de emergência por motivo de avaria. O piloto avista entretanto um “iceberg”, cuja parte emersa, de forma aproximadamente paralelipipédica, tem 5 m de largura, 7 m de comprimento e 0,5 m de altura acima do nível da água.
a)Determinar o volume da parte imersa do “iceberg”.
b) O piloto decide pousar de emergência sobre o “iceberg”. Verificar se o “iceberg” não vai afundar com o peso do helicóptero [pic].
[pic] [pic]
SOLUÇÃO: a) [pic]; b) Não haverá perigo de o “iceberg” submergir;



2. [Fundamentos, pg351] Um tubo em U contém, em equilíbrio, água e um óleo de densidade desconhecida (verfigura). Determinar a densidade do óleo.
[pic]

SOLUÇÃO: dóleo = 0,83





3. [Fundamentos, pg351] Um objecto manufacturado em ouro e prata pesa, no ar, 200 gf, e quando imerso em água apenas 185 gf. Determinar as quantidades dos dois metais presentes no objecto, assumindo que não tem cavidades no interior.
[pic]
SOLUÇÃO: [pic]


4. [Fundamentos, pg351] Um objecto de ferro, oco, deforma esférica, com 200 g de massa, encontra-se em equilíbrio no interior de um vaso com água. Determinar o raio interno e externo da esfera.
[pic]
SOLUÇÃO: [pic]

5. [Frederick Bueche, pg170] Um cilindro metálico de 80 kg e com 2,0 m de comprimento está, na posição vertical, assente numa das bases com 25 cm2 de área. Que pressão exerce o cilindro sobre o chão?


SOLUÇÃO: [pic]6. [Frederick Bueche, pg170] A pressão atmosférica é cerca de [pic]. Que força exerce o ar de uma sala sobre o lado interior do vidro de uma janela com [pic]?


SOLUÇÃO: [pic]

7. [Frederick Bueche, pg170] Determine a pressão devida a um fluido num ponto a uma profundidade de 76 cm.
a) Se o fluido for água [pic]; e
b) Se o fluido for mercúrio [pic].

SOLUÇÃO: a) P = 7,5 kPa; b) P( 1,0 atm




8. [Frederick Bueche, pg170] Quando um submarino mergulha a uma profundidade de 120 m, qual o valor da pressão total na sua superfície exterior? A massa volúmica da água do mar é cerca de 1,03 g/cm3.


SOLUÇÃO: P = 1,31 MPa


9. [Frederick Bueche, pg171] A que altura subirá a água nos canos de um edifício se a pressão indicada no manómetro no rés-do-chão for de 270 kPa?SOLUÇÃO: h = 27,5 m

10. [Frederick Bueche, pg171] Um reservatório de uma barragem tem um lago de 8,00 km2 atrás de si. Mesmo atrás da barragem, o lago tem uma profundidade de 12,0 m. Qual é o valor da pressão da água:
a) Na base da barragem; e
b) Num ponto 3,0 m abaixo da superfície do lago?


SOLUÇÃO: a) P = 118 kPa; b) P = 29 kPa

11. [Frederick Bueche, pg171] Um êmbolopesado confina um fluido de massa volúmica ( num contentor fechado, como se vê na figura. O peso combinado do êmbolo e do corpo sobre ele colocado tem grandeza 200 N e a secção recta do êmbolo é A = 8,0 cm2. Determine a pressão total no ponto B se o fluido for mercúrio e h = 25 cm [pic]. Que valor leria um manómetro vulgar colocado em B?
[pic]
SOLUÇÃO: Pressão total em B = [pic]; Pressão lidapelo manómetro em B = [pic]

12. [Frederick Bueche, pg172] Numa prensa hidráulica, como a ilustrada na figura, o êmbolo maior tem secção recta com a área [pic] e o êmbolo menor tem uma secção recta com a área [pic]. Se se aplicar uma força de módulo 250 N no êmbolo menor, determine o valor da grandeza [pic] da força aplicada no êmbolo maior.


SOLUÇÃO: F1 = 10 kN

13. [Frederick Bueche,pg172] Para o sistema ilustrado na figura, o cilindro da esquerda, em L, tem uma massa de 600 kg e uma secção recta de área 800 cm2. O êmbolo à direita, em S, tem uma secção recta de 25 cm2 e um peso desprezável. Se se encher o aparelho com óleo [pic], determine a grandeza F da força necessária para manter o sistema em equilíbrio, na posição ilustrada na figura.


SOLUÇÃO: F = 31 N

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