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Enunciado

Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 14.Exercício - Ex. 23

Um disco cilíndrico de mandeira, pesando 45,0 N e co um diâmetro de 30,0 cm, flutua sobre um cilindro de óleo de densidade 0,850 g / c m 3 (Figura 14.34). O cilindro de óleo está a 75,0cm de profundidade e tem o mesmo diâmetro que o disco de madeira. (a) Qual é a pressão manométrica no topo da coluna de óleo? (b) Suponha agora que algém coloque um peso de 83,0N sobre a madeira, e que nenhum óleo passe pela beirada do disco de madeira. Qual é a variação de pressão (i) no fundo do cilindro de óleo e (ii) na metade do cilindro do óleo?

Passo 1

A pressão do manômetro na parte superior da coluna de óleo deve produzir uma força no disco igual ao seu peso.

A área da parte inferior do disco é

A = π r 2 = π 0,150 m 2 = 0,0707 m 2

Passo 2

  1. a pressão manométrica no topo da coluna de óleo é dada por

    2. p - p 0 = p e s o A = 45 N 0,0707 m 2 = 636 P a

    Passo 3

  2. O aumento da pressão produz uma força no disco igual ao aumento do peso. Pela lei de Pascal, o aumento da pressão é transmitido a todos os pontos do óleo.

(i) ∆ p = 83 N 0,0707 m 2 = 1170 P a

(ii) 1170Pa

A pressão absoluta no topo do óleo produz uma força para cima no disco, mas essa força é

parcialmente equilibrado pela força devido à pressão do ar na parte superior do disco.

Resposta

  1. 636 P a
  2. (i) 1170 P a   (ii) 1170 P a
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