P r o f . T h i a g o M . d e o l i v e i r a

HidrostáticaAula exploratória

Densidade/massa específica

A densidade é uma grandeza que mede o nível de concentração damassa de uma substância num determinado volume.

A idéia de DENSIDADE é aplicada para um corpo como um todo,podendo este ser composto de várias substâncias diferentes.

Utiliza-se a definição de MASSA ESPECÍFICA quando se fazreferência a uma substância pura e homogênea.

Densidade relativa:

Pressão

A pressão é uma grandeza associada ao nível deconcentração da força.

A pressão é:

o Diretamente proporcional à força;

o Inversamente proporcional à área de aplicação

Pressão atmosférica:

Pressão Hidrostática

Princípio de Stevin

Vasos comunicantes/Teorema de Pascal

Exercício 1

Um corpo de massa 800 g ocupa um volume de 200 cm3. Calcule adensidade desse corpo em:a) g/cm3

b) Kg/m3

c) Kg/L

RESOLUÇÃO

a) .

b) .

c) .

Exercício 2

Numa região em que g = 10 m/s2, um tijolo de massa 1,2 kg estáapoiado sobre uma mesa horizontal, como mostra a figura, Calcule,em N/m2, a pressão exercida pelo tijolo sobre a mesa.

RESOLUÇÃO

Exercício 3

Numa região em que a pressão atmosférica vale patm = 1,02 . 105 Pae a aceleração da gravidade vale g = 10 m/s2, um peixe nada a umaprofundidade h = 15,0 metros. Sabe-se que a densidade da água domar é d = 1,03 . 103 kg/m3.a) Calcule a pressão suportada pelo peixe.b) Calcule a intensidade da força exercida pela água do mar em

cada cm2 da superfície do peixe.

RESOLUÇÃO

a) .

b) .

Exercício 4

Para filmar uma região submarina, um cinegrafista entra em uma câmaracilíndrica, de paredes de aço e provida de uma janela de vidro reforçado. Amassa da câmara (incluindo o cinegrafista) é m = 3 200 kg e a área da basedo cilindro é A = 1,50 m2. A câmara é mantida na profundidade indicada nafigura por meio de um cabo de aço preso a uma embarcação. Suponha que aaceleração da gravidade valha g = 10 m/s2, que a densidade da água seja =103 kg/m3 e que a pressão atmosférica seja patm = 1 . 105 Pa.a) Calcule a intensidade da força exercida pela água na base superior da

câmara.b) Calcule a intensidade da força exercida

pela água na base inferior da câmara.c) Calcule a intensidade da força resultante

exercida pela água na câmara.d) Calcule a intensidade da tração no fio.

RESOLUÇÃO

a) .

b) .

c) .F1

F2

T

FA

P

d) .

Exercício 5

Na figura ao lado representamos um tubo em U contendo doislíquidos imiscíveis em equilíbrio: a água, cuja densidade é A = 1,0g/cm3, e o óleo de oliva, cuja densidade é o = 0,90 g/cm3. Sabendoque ho = 20 cm, calcule o desnível h entre as superfícies livres dosdois líquidos.

RESOLUÇÃO

Exercício 6

O dispositivo representado ao lado foimontado para medir a pressão de umgás contido em um recipiente. O gáscomprime uma coluna de mercúrio, cujadensidade é 13,6 . 103 kg/m3, de modoque o desnível h vale 0,380 m. Sabendoque g = 10 m/s2 e que a pressãoatmosférica vale patm = 1,01 . 105 Pa,calcule a pressão do gás.

RESOLUÇÃO

Exercício 7

Na figura ao lado representamos um gás aprisionadoem um recipiente cilíndrico por meio de um êmboloE, que pode mover-se sem atrito. O êmbolo tem áreada base A = 2,0 . 10-2 m2 e peso P = 400 N.Supondo que a pressão atmosférica vale patm = 1,01 .105 Pa, calcule a pressão do gás.

RESOLUÇÃO

Como o êmbolo pode mover-se sem atrito e o sistema está emequilíbrio, a pressão do gás deve ser à soma da pressãoatmosférica com a pressão causada pelo êmbolo.

Exercício 8

No sistema hidráulico esquematizado abaixo, os êmbolos X e Y, demassas desprezíveis, têm áreas AX = 20 cm2 e AY = 50 cm2. Aplicando-se,durante um intervalo de tempo ∆t, uma força de intensidade FX = 60 Nao êmbolo X, este sofre um deslocamento dX = 5 cm.a) Qual é a intensidade da força FY exercida pelo líquido no êmbolo Y?b) Qual é o deslocamento sofrido pelo êmbolo Y?c) Quais são os trabalhos realizados por FX e FY?

RESOLUÇÃO

a) .

b) .

c) .

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