Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Os melhores documentos à venda: Trabalhos de alunos formados
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Comunidade
Peça ajuda à comunidade e tire suas dúvidas relacionadas ao estudo
Descubra as melhores universidades em seu país de acordo com os usuários da Docsity
Guias grátis
Baixe gratuitamente nossos guias de estudo, métodos para diminuir a ansiedade, dicas de TCC preparadas pelos professores da Docsity
Lista de hidrostática do livro ************************
Tipologia: Exercícios
1 / 4
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!
LISTA - III
Mecânica dos Fluidos: Hidrostática
QUESTÕES DO LIVRO: FUNDAMENTOS DE FÍSICA, Halliday Resnick e Jearl
Walker, Vol. 2(Gravitação, Ondas e Termodinâmica), oitava edição.Tradução e revisão técnica: Ronaldo Sérgio de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2009.
*******Capítulo 14*******
Resolva os exercícios circulados.
a quantidade de ar em ossos porosos ou em bolsas de ar para tor- nar sua massa específica média igual à da água. Suponha que, com as bolsas de ar vazias, um certo peixe tem uma massa específica de 1,08 g/cm''. Para que fração de seu volume expandido o peixe deve inflar as bolsas de ar para tornar sua massa específica igual à da água?
cuado tem uma tampa com uma área de 77 m- e massa desprezí- vel. Se a força necessária para 'remover a tampa é 480 N e a pres- são atmosférica é 1,0 x 105 Pa, qual é a pressão do ar no interior do recipiente?
o inventor da bomba de vácuo, fez uma demonstração para os nobres ~F do Sacro Império Romano na qual^ ~ duas juntas de oito cavalos não pu- deram separar dois hemisférios de cobre evacuados. (a) Supondo que os hemisférios tinham paredes finas
tanto o raio interno como o raio externo, mostre que o módulo da força f: necessária para separar os hemisférios é dado por F =
terna como 0,10 atm e a pressão externa como 1,00 atm, determine o módulo da força que as juntas de cavalos teriam que exercer para separar os hemisférios. (c) Explique por que uma única junta de cavalos poderia ter executado a mesma demonstração se um dos hemisférios estivesse preso em uma parede.
FIG.14-31 Problema 7.
seção 14-4 Fluidos em Repouso
cérebro e no pé de uma pessoa com 1,83 m de altura. A massa específica do sangue é 1,06 x 103 kg/rrr',
~ Com uma profundidade de 10,9 km, a fossa das Marianas, no oceano Pacífico, é o lugar mais profundo dos oceanos. Em 1960, Donald Walsh e Jacques Piccard chegaram à fossa das
uma massa específica uniforme de 1024 kg/m ', calcule a pressão hidrostática aproximada (em atmosferas) que o Trieste teve que ~~rtar.
~ A profundidade máxima dmáx a que um mergulhador pode
massa específica da água e pelo fato de que os pulmões humanos não funcionam com uma diferença de pressão (entre o interior e o exterior da cavidade torácica) maior que 0,050 atm. Qual é a diferença entre o dmáx da água doce e o da água do Mar Morto (a água natural mais salgada no mundo, com uma massa específica
marino avariado 100 m abaixo da superfície. Que força deve ser aplicada a uma escotilha de emergência, de 1,2 m por 0,60 m, para abri-Ia para fora nessa profundidade? Suponha que a massa es- pecífica da água do oceano é 1024 kg/m! e que a pressão do ar no
@ O tubo de plástico da Fig.14-32 tem uma seção reta de 5, crn-. Introduz-se água no tubo até que o lado mais curto (de com-
fechado e mais água é despejada no lado maior. Se a tampa do
Problemas
lado menor é arrancada quando a força a que está submetida excede 9,80 N, que al- tura da coluna de água do lado maior deixa a tampa na iminência de ser arrancada? @ Que pressão manométrica uma má- quina deve produzir para sugar lama com uma massa específica de 1800 kg/m? através de um tubo e fazê-Ia subir 1,5 m?
FIG.14- Problemas 12 e 75.
aconselhados a não viajar de avião nas primeiras 24 horas após um mergulho, porque o ar pressurizado usado durante o mergu- lho pode introduzir nitrogênio na corrente sangüínea. Uma re- dução súbita da pressão do ar (como a que acontece quando um avião decola) pode fazer com que o nitrogênio forme bolhas no sangue, que podem produzir embolias dolorosas ou mesmo fatais. Qual é a variação de pressão experimentada por um soldado da divisão de operações especiais que mergulha a 20 m de profun- didade em um dia e salta de pára-quedas de uma altitude de 7, km no dia seguinte? Suponha que a massa específica média do ar
nométrica (hidrostática) do sangue na altura do coração é 250 torro Suponha que a girafa está de pé e a massa específica do san- gue é 1,06 x 10^3 kg/rrr'. Determine a pressão arterial (manomé- trica) em torr (a) no cérebro (a pressão deve ser suficiente para
ser compensada por uma pele estica da, que se comporta como uma meia elástica). (c) Se a girafa baixasse a cabeça bruscamente para beber água, sem afastar as pernas, qual seria o aumento da pressão arterial no cérebro? (Este aumento provavelmente cau-
-16 Na Fig. 14-33, um tubo aberto, de
cilíndrico de diâmetro D = 1,2 m e altura
d'água (até o alto do tubo). Calcule a ra- zão entre a força hidrostática que age sobre o fundo do barril e a força gravita- cional que age sobre a água contida no barril. Por que a razão não é igual a 1,0? (Não é necessário levar em conta a pres- são atmosférica.) @ Pressão arterial do argentinos-
gigantesco ficava a 21 m de altura e o co- ração a 9,0 m, que pressão manométrica (hidrostática) era necessária na altura do coração para que a pressão no cérebro fosse 80 torr (suficiente para abastecer o cérebro)? Suponha que a massa específica do sangue do argenti- nossauro era 1,06 x 10^3 kg/m" (b) Qual era a pressão arterial (em torr) na altura dos pés do animal? ~
pessoa faz snorkel, os pulmões ficam ligados diretamente à at- mosfera através do tubo de respiração e, portanto, estão à pres- são atmosférica. Qual é a diferença Sp, em atmosferas, entre a pressão interna e a pressão da água sobre o corpo do mergulha- dor se o comprimento do tubo de respiração é (a) 20 em (situação
A
FIG.14- Problema 16.
tém um líquido de massa especí- fica 1030 kg/m". Determine (a) o módulo da força total exercida sobre a face superior do cubo pelo líquido e pela atmosfera, supondo que a pressão atmosférica é de 1,00 atm, (b) o módulo da força total exercida sobre a face inferior do cubo e (c) a tensão da corda. (d) Calcule o módulo da força de empuxo a que o cubo está submetido usando o princípio de Arquimedes. Que relação existe entre todas essas grandezas? @ Uma âncora de ferro de massa específica 7870 kg/m" pa- rece ser 200 N mais leve na água que no ar. (a) Qual é o volume da âncora? (b) Quanto ela pesa no ar?
água que pesa 35,6 kN. (a) Qual é o peso da água que este barco desloca quando flutua em água salgada de massa específica 1,10 x 103 kg/m-? (b) Qual é a diferença entre o volume de água doce e o volume de água salgada deslocados? @ Três crianças, todas pesando 356 N, fazem uma jangada com toras de madeira de 0,30 m de diâmetro e 1,80 m de comprimento. Quantas toras são necessárias para mantê-Ias flutuando em água doce? Suponha' que a massa específica da madeira é 800 kg/m". -34 Um objeto de 5,00 kg é liberado a partir do repouso quando está totalmente imerso em um líquido. O líquido deslo- cado pelo objeto tem uma massa de 3,00 kg. Que distância e em que sentido o objeto se move em 0,200 s, supondo que se desloca livremente e que a força de arrasto exercida pelo líquido é des- prezível? -35 Um bloco de madeira flutua em água doce com dois ter- ços do volume V submersos e em óleo com 0,90V submersos. Determine a massa específica (a) da madeira e (b) do óleo.
m de altura e 4,00 m^2 de área das bases; sua massa específica é 0,400 vezes a massa específica da água doce. Inicialmente o flutu- ador é mantido totalmente imerso em água doce, com a face su- perior na superfície da água. Em seguida é liberado e sobe gradu- almente até começar a flutuar. Qual é o trabalho realizado pelo ernpuxo sobre o flutuador durante a subida? ~ Uma esfera oca de raio interno 8,0 em e raio externo 9,0 em flutua com metade do volume submerso em um líquido de massa específica 800 kg/nr'. (a) Qual é a massa da esfera? (b) Calcule a massa específica do material de que é feita a esfera.
jacarés costumam esperar pela presa flutuando com apenas o alto da cabeça exposto, para não serem vistos. Um meio de que dispõem FIG.14-41 Problema 38. para afundar mais ou menos é controlar o tamanho dos pulmões. Outro é engolir pedras (gastrólitos), que passam a residir no estô- mago. A Fig. 14-41 mostra um modelo muito simplificado de ja- caré, com uma massa de 130 kg, que flutua com a cabeça parcial- mente exposta. O alto da cabeça tem uma área de 0,20 m-, Se o Jacaré engolir pedras com uma massa total de 1,0% da massa do corpo (um valor típico), de quanto afundará? ~
-117 kg/rn") é visível se o iceberg flutua (a) no mar (água salgada, massa específica 1024 kg/m") e (b) em um rio (água doce, massa L/2^ • _t 'r L
FIG.14-40 (^) Problema 30. Se ~o
ate de 00-
específica 1000 kg/m ')? (Quando a água congela para formar
gelo, o sal é deixado de lado. Assim, a água que resulta do degelo de um iceberg pode ser usada para beber.)
tal mente imersa em um líquido é liberada a partir do repouso, e sua ~ energia cinética é medida depois :.:: que se desloca 4,0 em no líquido. A Fig. 14-42 mostra os resultados O 1 2 depois de muitos líquidos terem Plíq (g/cm3)
é plotada no gráfico em função FIG.14-42 Problema 40. da massa específica do líquido, Plíq, e a escala do eixo vertical é definida por K, = 1,60 J. Quais são (a) a massa específica e (b) o volume da bola? 8 Uma esfera de ferro oca flutua quase totalmente sub- mersa em água. O diâmetro externo é 60,0 em e a massa especí- fica do ferro é 7,87 g/cm '. Determine o diâmetro interno.
empurrado para dentro de um líquido. O bloco tem uma altura d; a área das faces superior e inferior é A = 5,67 cm-, A Fig. 14- 43b mostra o peso aparente Pap do bloco em função da profun- didade h da face inferior. A escala do eixo vertical é definida por Ps = 0,20 N. Qual é a massa específica do líquido?
d z O 1 2 h (em) (a) (b) FIG.14-43 Problema 42. ~ Uma peça de ferro contendo um certo número de cavida- des pesa 6000 N no ar e 4000 N na água. Qual é o volume total de cavidades? A massa específica do ferro é 7,87 g/crrr',
uma profundidade de 0,600 m abaixo da superfície em uma pis- cina com água. Se a massa específica da bola é 0,300 vezes a da água e se a força de arrasto que a água exerce sobre a bola é des- prezível, que altura acima da superfície da água a bola atinge ao emergir? (Despreze a transferência de energia para as ondas e respingos produzidos pela bola ao emergir.)
automóvel de 1800 kg é 5,00 m^3 O volume do motor e das rodas dianteiras é 0,750 m^3 e o volume das rodas traseiras, tanque de
sas duas regiões. O carro cai em um lago. (a) A princípio, não en- tra água no compartimento de passageiros. Que volume do carro, em metros cúbicos, fica abaixo da superfície da água com o carro
carro afunda. Quantos metros cúbicos de água estão dentro do carro quando ele desaparece abaixo da superfície da água? (O carro, com uma carga pesada no porta-malas, permanece na ho- rizontal.)
