Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Çengel - Mecânica dos Fluidos- Ed: 1º - Capítulo 3.Problemas - Ex. 70
A densidade de um líquido deve ser determinada por um velho hidrômetro cilíndrico com 1 cm de diâmetro cujas marcas de divisão foram completamente apagadas. A princípio o hidrômetro é colocado na água e o nível de água é marcado. Em seguida, o hidrômetro é solto no outro líquido e observa-se que a marca de água fica a 0,5 cm acima da interface entre o líquido e o ar. Se a altura da marca da água for 10 cm, determine a densidade do líquido.
Passo 1
Vamos começar considerando que o hidrômetro flutuando está em equilíbrio estático. Assim a força de flutuação deve ser igual ao peso do hidrômetro. Assim, para os dois líquidos envolvidos no problema temos:
Onde e são as alturas da água e do líquido, respectivamente, e é a área de seção transversal do hidrômetro.
Passo 2
Igualando os pesos para os fluidos temos:
Resolvendo para a massa específica do líquido e substituindo os valores temos: