Lista 05 - Hidrostática II.pdf

7/25/2019 Lista 05 - Hidrosttica II.pdf

1/6

Lista de Exerccios Hidrosttica II 1

Lista de Exerccios Hidrosttica II

1. Um corpo macio pesa, no ar, 15 N e, imerso na gua, 10 N. Dados a densidade da gua da= 1,0 103kg/m3e g = 10 m/s2,

determine:

a) o volume do corpo;

b) a densidade do material de que feito o corpo.

2.

Um balo de ar quente de 300 m3

de volume est flutuando em equilbrio. Suponha a massa total do balo vazio, incluindocesto, passageiros e lastro de 300 kg. Se a densidade do ar externo ao balo, no local, de 1,3 kg/m 3, determine adensidade do ar quente no interior do balo.

3. Um bloco de madeira flutua na gua mantendo 75% do seu volume submerso. Dados: densidade da gua = 1,0 g/cm3,densidade do lcool = 0,80 g/cm3.Determine:

a) a densidade da madeira;

b) a porcentagem do seu volume que ficar submersa se o bloco for colocado em lcool.

4. Puxar uma ncora de navio relativamente fcil enquanto ela est dentro da gua, mas isso se torna mais difcil quando elasai da gua. Em relao a esse fato, a afirmativa correta :

a) A fora necessria para iar a ncora dentro da gua igual diferena entre seu peso e o empuxo que atua sobre ela.

b) O empuxo da gua sobre a ncora anula o seu peso.

c) O empuxo da gua sobre a ncora maior do que seu peso.

d) O material da ncora torna-se menos denso ao ser colocado dentro da gua.

e) O peso da ncora menor quando ela se encontra dentro da gua.

5. Trs esferas macias e de mesmo tamanho, de isopor (1), alumnio (2) e chumbo (3), so depositadas num recipiente comgua (fig. 1). A esfera 1 flutua porque a massa especfica do isopor menor que a da gua, mas as outras duas vo ao fundo

(veja a figura a seguir) porque, embora a massa especfica do alumnio seja menor que a do chumbo, ambas so maioresque a massa especfica da gua. Se as intensidades dos empuxos exercidos pela gua nas esferas forem, respectivamente,E1, E2e E3,tem-se:a) E1= E2= E3. c) E1> E2 > E3. e) E1= E2< E3.b) E1


2/6


d) a densidade mdia da bexiga menor que a do ar que a envolve.e) a densidade mdia da bexiga maior que a do ar que a envolve.

Fig. 1 Fig. 28. Uma esfera de massa 180 g colocada num recipiente contendo um lquido de densidade 1,2 g/cm3. 0 volume da esfera

de 200 cm3. A densidade da esfera, em g/cm3, e o volume de lquido deslocado pela esfera, em cm3, valem,respectivamente:a) 0,90 e 150. c) 0,90 e 200. e) 0,32 e 200.b)

0,90 e 180. d) 0,32 e 180.9. Quatro blocos idnticos de madeira so colados dois a dois, formando os objetos mostrados na figura 3: Quando o abjeto 1

posto a flutuar na gua, sua face inferior ABCD fica na horizontal. A presso que o lquido exerce nessa face p 1e ovolume da parte desse objeto que fica abaixo nvel do lquido V 1. Quando o objeta 2 posto a flutuar, tambm na gua,sua face inferior EFGH fica na horizontal. A presso nessa face p2e o volume da parte desse objeto que fica abaixo donvel do lquido V2. Pode-se dizer que:a) V1= V2. e p1= p2. c) V1=V2e p1< p2. e) V1< V2e p1< p2.b) V1= V2e p1> p2. d) V1> V2e p1> p2.

Fig. 310. Uma lata com tampa apresenta volume de 20 dm3e massa de 6,0 kg. Adote g = 10 m/s2e a densidade da gua da= 1,0

g/cm3. A fora mnima que se deve exercer verticalmete para baixo para que a lata permanea afundada em gua de:a) 14 N. b) 60 N. c) 260 N. d) 200 N. e) 140 N.

11. Uma esfera de volume 0,6 cm tem massa m1= 1,0 g. Ela est completamente mergulhada em gua e presa, por um fio fino,a um dos braos de uma balana de braos iguais, como mostra a figura 4:

Fig. 4 Fig. 5

sabido que o volume de 1,0 g de gua de 1,0 cm3. Ento a massa m2que deve ser suspensa no outro brao da balanapara mant-la em equilbrio, :

a) 0,2 g. b) 0,3 g. c) 0,4 g. d) 0,5 g. e) 0,6 g.


3/6


12. Atravs de um fio que passa por uma roldana, um bloco metlico erguido do interior de um recipiente contendo gua,conforme ilustra a figura 5. O bloco erguido e retirado completamente da gua com velocidade constante. O grfico quemelhor representa a trao T no fio em funo do tempo :

13. Um bloco de madeira de volume 200 cm3 flutua em gua, de densidade 1,0 g/cm3, com 60% de seu volume imerso. Omesmo bloco colocado em um lquido de densidade 0,75 g/cm3. O volume submerso do bloco vale, em cm3:

a) 150. b) 160, c) 170. d) 180. e) 190.

14.Icebergs so blocos de gelo flutuantes que se desprendem das geleiras polares. Se apenas 10% do volume de um icebergfica acima da superfcie do mar e se a massa especfica da gua do mar vale 1,03 g/cm3, podemos afirmar que a massa

especfica do gelo do iceberg, em g/cm

3

, vale, aproximadamente:a) 0,10. b) 0,90. c) 0,93. d) 0,97. e) 1,00.

15. Num recipiente temos dois lquidos no miscveis com massas especficas d1 < d2. Um objeto de volume V e massaespecfica d, sendo d < d1< d2, fica em equilbrio com uma parte em contato com o lquido 1 e outra com o lquido 2, comomostra a figura 6. Os volumes V1e V2das partes do objeto que ficam imersas em 1 e 2 so respectivamente:

Fig. 6 Fig. 7

a)

d

dV 11= , )( 22 ddVV = c)

)()(

)(

)(

1

122

2

121

ddddVV

dd

ddVV

+

=

+

=

, e)

)()(

)(

)(

12

12

12

21

ddddVV

dd

ddVV

=

=

b)

)(

)(

)(

)(

1

122

2

121

dd

ddVV

dd

ddVV

=

=

d)

)(

)(

)(

)(

1

122

2

121

dd

ddVV

dd

ddVV

+

+=

+

=

16. Considere a figura 7 onde um recipiente A, contendo gua at a altura de uma abertura lateral, encontra-se sobre o prato deuma balana que indica 200 g. Um corpo, de massa igual a 60 g e 80 cm3de volume, abandonado cuidadosamente na

d1

d2


4/6


superfcieda gua. Considere a densidade da gua igual a 1,0 g/cm3. Aps o sistema entrar novamente em equilbrio, ovolume de gua que passa para o recipiente B e a leitura da balana sero respectivamente:a) 80 cm3; 280 g. b) 80 cm3; 260 g. c) 80 cm3; 200 g. d) 60 cm3; 260 g. e) 60 cm3; 200 g.

17. Um cilindro macio mantido totalmente imerso em um liquido mediante a aplicao de uma fora vertical de intensidade20 N, conforme mostra a figura 8. Quando abandonado, o cilindro flutua, ficando em equilbrio com 1/3 do seu volumeimerso. Nestas condies, o peso do cilindro, em newtons, vale:a)

5,0. b) 10. c) 15. d) 20. e) 25.

Fig. 8

18.

Colocou-se um recipiente com gua sobre um dos pratos de uma balana. A seguir, mergulhou-se, na gua do recipiente,uma pedra suspensa por um fio preso a um suporte fixo. A balana desequilibrou-se do lado do recipiente ao mesmo tempoque o nvel da gua subiu. Retirou-se gua at a balana ficar equilibrada. Dados: densidade da gua = 1,0 g/cm 3,densidade da pedra = 3,0 g/cm3. Pode-se afirmar que o volume de gua retirada igual ao ():a) volume da pedra.b) dobro do volume da pedra.c) triplo do volume da pedra.d) metade do volume da pedra.e) tera parte do volume da pedra.

19. Sabe-se que a densidade do gelo 0,92 g/cm3, a do leo 0,8 g/cm3e a da gua 1,0 g/cm3. A partir desses dados podemosafirmar que:

a) o gelo flutua no leo e na gua.

b) o gelo afunda no leo e flutua na gua.

c) o gelo flutua no leo e afunda na gua.

d) o leo flutua sobre a gua e o gelo flutua sobre o leo.

e) a gua flutua sobre o gelo e afunda sobre o leo.

20. O comandante de um jumbo decide elevar a altitude de vo do avio de 9000 m para 11000 m. Com relao anterior,nesta segunda altitude:

a) a distncia do vo ser menor.

b) o empuxo que o ar exerce sobre o avio ser maior.

c) a densidade do ar ser menor.

d) a temperatura externa ser maior.

e) a presso atmosfrica ser maior.

21. Duas esferas de volumes iguais e densidades d1e d2so colocadas num recipiente contendo um lquido de densidacie d. Aesfera 1 flutua e a esfera 2 afunda, como mostra a figura 9. Qual das relaes entre as densidades verdadeira?


5/6


a) d2 > d1 > d b) d1 > d2 > d c) d2 > d > d1 d) d > d2 > d1 e) d1 > d > d2

Fig. 9 Fig. 10

22. Observe a figura 10. O lquido contido no recipiente nessa figura tem um volume V = 4,0 L, e sua massa m = 6,0 kg.Uma esfera macia, de massa m, volume Ve densidade d, abandonada no interior do lquido, na posio indicada na

Indique a alternativa que fornece valores para d, m ou V, em que a esfera afundar, ao ser abandonada.a) d = 0,50 g/cm3e m = 400 g

b) m = 150 g e V = 200 cm3

c) d = 1,0 g/cm3e V = 1000 cm3

d) d = 2,5 g/cm3e V = 1,5 cm3

e) m = 1500 g e V = 1000 cm3

Fig. 10

Lquido 1 Lquido 2

23. Dois paraleleppedos de mesmo material cujas dimenses, respectivamente. so 2,0 cm x3,0 cm x5,0 cm e 3,0 cm x4,0cm x 10 cm, flutuam em lquidos (1) e (2), permanecendo imersos at a metade da altura, conforme ilustram as figuras 11.Sobre a razo d1/d2, entre as densidades desses lquidos, correto afirmar que ela vale:

a) 1/4 b) 1/2 c) 1 d) 2 e) 4.24. Um gs se escoa continuamente no interior de um sistema de tubos. Numa certa seo reta da tubulao, temos os seguintes

dados: massa especfica do gs = 1,2 mg/cm3, velocidade do gs = 0,20 m/s, rea da seo reta = 25 cm2. Calcule a massa


6/6


especfica (densidade) do gs numa outra seo do sistema, tal que a velocidade do gs seja de 0,10 m/s e a rea da seoreta seja de 20 cm2.

25. gua escoa, velocidade inicial 2,0 m/s, continuamente, atravs do cano de uma torneira que possui dimetro interno 2,5cm. Determinar o dimetro do jato d'gua, a uma distncia 0,5 m, abaixo da torneira. (Despreze a resistncia do ar esuponha que no se formem gotculas.)

26. A Figura 11 mostra um lquido que se escoa atravs de um orifcio de um grande tanque. Considere que a rea do tanque muito maior que a rea do orifcio de forma que temos (At/ Ao0). O orifcio encontra-se a uma profundidade 3,2 mabaixo da superfcie livre do lquido. Ache a velocidade do lquido que sai do orifcio.

Fig. 11 Fig. 12

27. Uma pessoa sopra ar, com a velocidade de 15 m/s, atravs de um dos ramos de um tubo em U completamente preenchidocom gua. Qual ser a altura que a gua ir descer no ramo soprado? Considere g = 9,8 m/s 2, a densidade do ar igual a1,2kg/m3e que no outro ramo ainda h gua at o topo.

28. Atravs de uma tubulao com uma rea transversal de 4,0 cm2, corre gua com velocidade de 5,0 m/s. A guagradualmente abaixa 10 m enquanto a rea da tubulao passa para 8,0 cm2. Considere g = 9,8 m/s2.a) Qual a velocidade do fluxo no nvel mais baixo?

b)

Se a presso no nvel superior de 1,50 x 105Pa, qual a presso no nvel mais baixo?29. Suponha que dois tanques, 1 e 2, cada qual com uma grande abertura em cima, contenham lquidos diferentes. Faz-se um

pequeno orifcio no lado de cada tanque, mesma profundidade h, abaixo da superfcie do lquido, mas o orifcio dotanque 1 a metade da rea transversal do orifcio do tanque 2.a) Qual a razo d1/d2 das densidades dos fluidos se for verificado que o fluxo de massa o mesmo para os dois

orifcios?b) Qual a razo entre as vazes dos dois tanques?c) A que altura acima do orifcio do segundo tanque deve acrescentar ou retirar fluido a fim de igualar as vazes?

30. A gua flui continuamente de um tanque aberto, como indicado na Figura 12. A altura do ponto 1 igual a 10,0 m e ospontos 2 e 3 esto a uma altura igual a 2,00 m. A rea da seo reta no ponto 2 igual a 0,0480 m 2; no ponto 3 ela igual a0,0160 m2. A rea do tanque muito maior do que a rea da seo reta do tubo (Veja questo 26). Supondo que a equaode Bernoulli seja vlida e g = 9,8 m/s2, calcule:a) a vazo volumtrica em metros cbicos por segundo;

b)

a presso no ponto 2.

RESPOSTAS: 1a) 500 cm31b) 3 g/cm3. 2) 0,84 kg/m3. 3a) 0,75 g/cm33b) 94%. 4) a. 5) d. 6) b. 7) d. 8) a. 9) b. 10) e. 11) c.12) b. 13) b. 14) c. 15) e. 16) e. 17) b. 18) a. 19) b. 20) c. 21) c. 22) d. 23) c. 24) 3 kg/m 3. 25) (1,12x10-7) m = 1,83x10-2m. 26)8 m/s. 27) 1,4 cm. 28a) 2,5 m/s, 28b) 2,6x105Pa. 29a) 2, 29b) 1/2, 29c) 3/4 h. 30a) 0,200 m3/s, 30b) 1,7x105Pa

Lista 05 - Hidrostática II.pdf

Documents

Transcript of Lista 05 - Hidrostática II.pdf