P1 de Física 2- FIS1041 da PUCRIO - 2018.1

O cilindro mostrado na figura contém ar e água. À sua base superior, com de área, encontra-se acoplado um manômetro. Junto à base inferior do cilindro foi conectado um tubo fino aberto para a atmosfera, inclinado de em relação à horizontal, preenchido com mercúrio até ocupar do tubo. Observa-se que a camada de água dentro do cilindro tem de altura.

(a) Determine a pressão manométrica na base inferior do cilindro

(b) Determine a leitura do manômetro (pressão manométrica do ar interno)

(c) Calcule a diferença entre as forças de pressão nas bases inferior e superior do cilindro. Compare com o peso da água.

Dados:

Um oscilador harmônico, composto de um bloco de massa e uma mola de constante elástica desconhecida, oscila de acordo com a função posição mostrada na figura. Considere que o oscilador é governado pela equação , com as grandezas no sistema internacional.

Determine:

(a) A frequência angular e a constante elástica da mola

(b) A constante de fase

(c) A(s) posição(ões) do bloco para que a energia potencial elástica seja metade da energia mecânica total

(d) O menor tempo para que o bloco vá da posição até o ponto de equilíbrio.

O ar escoa através de um tubo de vazão de . O tubo consiste em duas seções com diâmetros de e com uma seção de redução suave que as conecta. A diferença de pressão entre as duas seções do tubo é medida por u manômetro de água. Desprezando os efeitos de atrito e considerando a densidade do ar , determine:

(a) a velocidade do ar ao passar pelo tubo de maior diâmetro

(b) a razão entre as velocidades do tubo maior e o tubo menor

(c) a altura entre as duas superfícies da água nas seções do tubo.

Uma bola de ferro encontra-se submersa em água, suspensa por uma corda presa a uma prancha de surf (figura abaixo). A prancha tem um volume total de , massa específica média de e flutua com do seu volume submerso.

Faça um diagrama das forças que atuam no sistema e calcule o raio da bola de ferro

Dados: