Lista de exercícios para a avaliação Bimestral de Física – 2o Ano, 3º Bimestre

Professor: Alex Abreu Silva 1ª) Arquimedes (287 - 212 a.C.), filósofo grego, nasceu em Siracusa. Foi, talvez, o primeiro cientista experimental de que se tem notícia. Construiu armas defensivas importantes para sua cidade natal que, periodicamente era invadida pelos romanos. É sobre Arquimedes uma das mais curiosas histórias sobre resolução de um problema: ele se encontrava no banho, pensando no problema, ao perceber que teria encontrado a solução, saiu nu pelas ruas, gritando: "Eureka! Eureka!" (Achei! Achei!).

Deve-se a Arquimedes o conhecimento de que todo corpo imerso num fluido sofre a ação de uma força, feita pelo fluido - denominada empuxo - de direção vertical e sentido para cima.

Uma esfera encontra-se submersa em água. Infinitos são os pontos de contato da água com a esfera.

Faça um esquema representando a força que a água exerce sobre a esfera, em apenas oito pontos de contato.

2ª) O empuxo é um fenômeno bastante familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você pode se levantar de dentro de uma piscina em comparação com tentar se levantar de fora da água, ou seja, no ar.

De acordo com o princípio de Arquimedes, que define empuxo, como obtemos este valor, no laboratório (lembre-se da prática)?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3ª) Água escoa em diversas tubulações, com regiões distintas, conforme as figuras abaixo. O que é correto afirmar sobre as vazões nas duas regiões indicadas.

a)

b)

c)

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4ª) Um menino deve regar o jardim de sua mãe e pretende fazer isso da varanda de sua residência, segurando uma mangueira na posição horizontal, conforme a figura. Durante toda a tarefa, a altura da mangueira, em relação ao jardim, permanecerá constante. Inicialmente a vazão de água, que pode ser definida como o volume de água que atravessa a área transversal da mangueira na unidade de tempo. Para que a água da mangueira atinja a planta mais distante no jardim, ele percebe que o alcance inicial deve ser triplicado. A mangueira tem em sua extremidade um dispositivo com orifício circular de raio variável. Para que ele consiga molhar todas as plantas do jardim, o que deve acontecer

com a vazão e com o diâmetro da mangueira?

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5ª) Um fluido ideal percorre um cano cilíndrico em regime permanente. Em um estrangulamento onde o diâmetro do cano fica reduzido à sua oitava parte, o que acontece com a velocidade do fluido? Veja a figura

Observação: Lembre-se da equação da continuidade.___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6ª) Em uma cultura irrigada por um cano que tem área de secção reta de 800 cm2, passa água com uma vazão de 16000 litros por hora.

A velocidade de escoamento da água nesse cano, em m/s, é?

7ª) Uma piscina, cujas dimensões são 20mx10mx4m, está vazia. O tempo necessário para enchê-la é 4 h, através de um conduto de seção A = 100 cm2. Calcule o módulo da velocidade da água, admitida constante, ao sair do conduto?

8ª) Considere duas regiões distintas do leito de um rio: uma larga A, com 1200 m2 de área de secção transversal, onde a velocidade escalar média da água é de 4,0 m/s e outra estreita B, com 600 m2 de área de secção transversal, com essas informações, calcule os valores da vazão volumétrica do rio e da velocidade escalar média da água do rio na região estreita B.

9ª) Uma caixa-d'água com volume de 300 litros coleta água da chuva à razão de 20 litros por hora. Com essas informações, o tempo que deverá chover para encher completamente essa caixa-d'água, e admitindo-se que a área da base da caixa é 1,00 m2, calcule a velocidade com que subirá o nível da água na caixa, enquanto durar a chuva.

10ª) Um líquido ideal preenche um recipiente até certa altura. A 20 metros abaixo da superfície livre, esse recipiente apresenta um orifício com 8.10-4 m2 de área, por onde o líquido escoa. Considerando g=10m/s2 e não alterando o nível da superfície livre, calcule a vazão através do orifício, em m3/s.