Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 13.1 - Ex. 88
Um tubo em U é preenchido com água até que o nível do líquido esteja 28 cm acima do fundo do tubo (Figura a). O óleo, que tem uma gravidade específica de 0,78, é agora derramado em um braço do tubo em U até que o nível da água no outro braço do tubo esteja 34 cm acima do fundo do tubo (Figura b). Encontre os níveis da superfície óleo-água e óleo-ar no outro braço do tubo.
Passo 1
Vamos começar usando a igualdade da pressão no fundo do tubo em U devido à água de um lado e a do óleo e da água do outro para relacionar as várias alturas.
Se representa a altura do óleo acima da água. Então:
Sabemos que a quantidade de água não irá mudar, então encontraremos a seguinte relação entre e :
Com isso encontraremos a altura da superfície óleo-água:
Passo 2
Agora que descobrimos vamos expressar a igualdade da pressão na parte inferior dos dois braços do tubo em U:
Substituindo os valores e resolvendo a equação vamos encontrar:
A altura da superfície ar-óleo é: