Exercícios Mais Acessados UTFPR - Young Freedman Vol 2 - 12°ed de Física 2 da UTFPR - Mecânica dos Fluidos

(Cap 14 - Ex 3) Você compra uma peça retangular de metal com massa igual a e dimensões de . O vendedor diz que o metal é ouro. Para verificar se é verdade, você deve calcular a densidade média da peça. Qual o valor obtido? Você foi enganado?

(Cap 14 - Ex 27) Uma amostra de minério pesa 17,50N no ar. Quando a amostra é suspensa por uma corda leve e totalmente imersa na água, a tensão na corda é igual a 11,20N. Calcula o volume total e a densidade da atmosfera.

(Cap 14 - Ex 12) Um barril contém uma camada de óleo de 0,120m flutuando sobre a água com uma profundidade igual a 0,250m. A densidade do óleo é igual a . (a) Qual é a pressão manométrica na interface entre o óleo e a agua? (b) Qual é a pressão manométrica no fundo do barril?

(Cap 14 - Ex 13) Um carro de 975 kg tem os seus pneus cheios a ’32,0 libras’. (a) Quais são a pressão absoluta e a pressão manométrica nesses pneus em , e ? (b) Se os pneus fossem perfeitamente redondos, a pressão dos pneus poderia exercer alguma força sobre o pavimento? (Suponha que as paredes dos pneus sejam flexíveis para que a pressão exercida pelo pneu sobre o pavimento seja igual à pressão do ar existente no interior do pneu.) (c) Se você examinar os pneus de um carro, verá que é obvio que há um certo achatamento na base. Qual é a área de contato total da parte achatada de todos os quatro pneus com o pavimento?

(Cap 14 - 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 (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?

(Cap 14 - Ex 31) Um bloco de madeira cúbico com aresta de 10,0 cm flutua sobre uma interface entre uma camda de água e uma camada de óleo, com uma base situada 1,50 cm abaixo da superfície livre do óleo (Figura 14.34). A densidade do óleo é igual a . a) Qual é a pressão manométrca na face superior do bloco? b) Qual é a pressão manométrica na face interior do bloco? c) Quais são a massa e a densidade do bloco?

(Cap 14 - Ex 30) Uma esfera de plástico oca é mantida submersa em um lago de água doce amarrada a uma corda presa no fundo do lado. O volume da esfera é igual a , e a tensão na corda é igual a 900N. a) calculce a força de empuxo exercida pela água sobre a esfera. B) qual é a massa da esfera? c) a corda se rompe e a esfera sobe até a superfície. Quando ela atinge o equilíbrio, qual é a fração do volume da esfera que fica submersa?

(Cap 14 - Ex 16) O líquido no manômetro de tubo aberto indicadi na Figura 14.9a é o mercúrio, e . A pressão atmosférica é igual a 980milibares. a) Qual é a pressão absoluta no fundo do tubo em forma de U? b) Qual é a pressão absoluta no tubo aberto a uma profundidade de 4,0cm abaixo da superfície livre? c) Qual é a pressão absoluta do gás no tanque? d) Qual é a pressão manométrica do gas em pascals?

(Cap 14 - Ex 46) Um sistema de irrigação de um campo de golfe descarrega a água de um cano horizontal à taxa de . Em um ponto do cano em que o raio é 4,0cm, a pressão absoluta da água é . Em um segundo ponto do cano, a água passa por uma constrição, onde o raio é 2,0 cm. Qual é a pressão absoluta da água ao passar por essa constrição?

(Cap 14 – Prob. 67) Uma baliza cilíndrica de 950 kg flutua verticalmente na água do mar. O diâmetro da baliza é igual a 0,900 m. a) Calcule a distancia vertical adicional que a baliza deverá afundar quando um homem de 70,0 kg ficar em pé sobre ela. (Use a expressão deduzida na parte (c) do problema 14.66 e, como naquele problemas, despreze o amortecimento provocado pelo atrito do liquido.)

(Cap 14 – Prob. 62) Um cubo de gelo de massa igual a 9,70 g flutua em um copo de 420 completamente cheio de água. A tensão superficial da água e a variação da densidade com a temperatura são desprezíveis (quando ela permanece liquida). a) Qual é o volume de água deslocado pelo cubo de gelo? b) Depois que o gelo se fundiu completamente, a água transborda? Em caso afirmativo, calculde o volume da água que transbordou. Em caso negatico, explique porque isso ocorre. c) Suponha que a água do copo seja água salgada deslocado pelo cubo de gelo de 9,70 g? d) Refaça o item (b) para o caso de um cubo de gelo de água doce flutuando em água salgada.

(Cap 14 - Ex 43) As linhas de correntes horizontais em torno das asas de um pequeno avião são tais que a velocidade sobre a superfície superior é igual a 70,0m/s e sobre a superfície inferior é igual a 60,0m/s. Se a área da asa é igual a 16,2 , qual é a força vertical resultante (incluindo o efeito da gravidade) sobre o avião? A densidade do ar é igual a .

(Cap 14 – Prob. 57) Um tubo em forma de U está aberto em ambas as extremidades e contém uma porção de mercúrio. Uma quantidade de água é cuidadosamente derramnda na extremidade esquerda do tubo em forma de U até que a altura da coluna de água seja igual a 15,0 cm (Figura 14.37). a) Qual é a pressão manométrica na interface árgua-mercúrio? B) Calcule a distancia vertical h entre o topo da superfície do mercúrio do lado direito e o topo da superfície de água do lado esquerdo.

(Cap 14 – Prob. 63) Um bloco de madeira mede 0,600m de comprimento, o,250m de largura e 0,080m de espessura. A densidade desse bloco é de 600 . Qual deve ser o volume de chumbo que pode ser amarrado debaixo do bloco de mandeira pra que ele possa flutuar em águas calmas com seu topo alinhado à superfície? Qual é a massa desse volume de chumbo?

(Cap 14 – Prob. 82) Uma barca está em uma eclusa retangular de um rio de água doce. O comprimento da eclusa é 60,0 m e a largura é 20,0 m. As comportas de aço das duas extremidades estão fechadas. Uando a barca está flutuando na eclusa, uma carga de de sucataa de metal é colocado na barca. A densidade de metal é 9000 . a) Depois que a carga de sucata de metal, que estava inicialmente nas margens da eclusa, é colocado na barca em quanto se eleva verticalmente o nível da água da eclusa? b) A sucata de metal é agora despejada na água da eclusa sobe, desce ou permanece inalterado? Caso ele suba ou desça, quanto varia verticalmente o nível da água da eclusa?

(Cap 14 – Prob. 78) Um bloco cúbico de madeira com aresta de 0,100 m e densidade igual a é derramado sobre a água. Óleo comdensidade igual a é derramado sobre a água até que a camada de óleo fique 0,035 m abaixo do topo do bloco. a) Qual é a profundidade da camada de óleo? b) Qual é a pressão manométrica na face inferior do bloco?

(Cap 14 - Ex 44) Uma bebida leve (essencialmente água) escoa em um tubo de uma fábrica de cerveja com uma vazão volumétrica tal que deve encher 220 latas de 0,355 L por minuto. Em um ponto do tubo, a pressão manométrica é igual a 152kPa, e a área da seção reta é igual a 8,0 . Em um ponto 1, situado 1,35m acima do ponto 2, a área da seção reta é igual a 2,0 . Obtenha a) a vazão mássica; b) a vazão volumétrica; c) as velocidades do escoamento nos pontos 1 e 2; d) a pressão manométrica no ponto 1.

(Cap 14 – Prob. 59) Uma barca aberta possui as dimensões indicadas na Figura 14.38. Sabendo-se que todas as partes da barca são feitas com placas de aço de espessura igual a 4,0 cm, qual é a massa de carvão que a barca pode suportar em água doce sem afundar? Existe espaço suficiente na parte interna da barca para manter essa quantidade de carvão? (A densidade do carvão é aproximadamente igual a .)

(Cap 14 - Ex 39) Um tanque selado que contém água do mar até uma altura igual a 11,0m também contem ar acima da água a uma pressão manométrica igual a 3,0atm. A água escoa para fora através de um pequeno orifício na base do tanque. Calcule a velocidade de efluxo da água.

(Cap 14 – Prob. 55) A Terra não possui uma densidade uniforme; ela é mais densa em seu centro e menos densa na superfície. Uma expressão aproximada para sua densidade é , onde e . Considere a Terra uma esfera de raio . (a) Evidencias geológicas indicam que as densidade são de no centro e de na superfície. Quais sõ os valores obtidos para a densidade nesses dois pontos com o nosso modelo de aproximação? (b) Imagine a Terra dividida em camadas esféricas concentrias. Cada camada possui raio r, espessura dr, volume e massa . Integrando desde r=0 até r=R, mostre que a massa da Terra com esse modelo é dada por . (c) Mostre que os valores dados de A e B fornecem a massa da Terra com precisão de . (d) Vimos na Seção 12.6 que uma casca esférica uniforme não contribui para g em seu interior. Mostre que, neste modelo, no interior da Terra. E) Mostre que a expressão obtida no item (d) fornece g=0 no centro da Terra e g=9,85 na superfície da Terra. f) Mostre que, nesse modelo, g não diminui uniformemente com a profundidade e, ao contrario, atinge um valor máximo igual a no ponto .

(Cap 14 - Ex 34) A água corre para dentro de uma fonte, enchendo todos os tubos, a uma taxa constante de . (a) Com que velocidade a água jorraria de um buraco de cm de diâmetro? (b) Com que velocidade ela jorraria se o diâmetro do buraco fosse três vezes maior?