2ª Lista de Exercícios de Física 2 (1ª PARTE: HIDROSTÁTICA

2ª Lista de Exercícios de Física 2
(1ª PARTE: HIDROSTÁTICA)
Professora: Elzimar Luz
1. A unidade de medida de pressão de um calibrador de pneus é a libra-força por polegada
ao quadrado ou “psi”. Sabe-se que 1libra-força= 4,45 N e pol = 2,54cm. Ao parar num
posto de combustível, um motorista, numa linguagem informal, pede para regular a
pressão dos pneus de seu carro em “30 libras”.
a) Utilizando as informações corretas sobre a unidade de pressão, calcule a calibragem em
Pa.
b) Considerando que 1atm= 105 Pa, qual a pressão manométrica dos pneus?
c) Supondo que a força, devido a diferença de pressão do pneu e a atmosfera, que age na
parte achatada do pneu, equilibra a reação do chão, calcule a área da parte achatada.
Considere a massa do carro de 800 kg.
2. Um tubo em U (figura) contém dois líquidos em equilíbrio estático. No braço direito, tem
água (
e no braço esquerdo tem óleo de densidade desconhecida. As
alturas são l= 135 mm e d= 12,3mm. Calcule a densidade do óleo?
3. Um bloco de granito com formato de um paralelepípedo retângulo, com altura de 30cm,
base com larguras de 20cm x 50cm, encontra-se em repouso sobre uma superfície plana
e horizontal.
a) Considerando a massa específica do granito igual a 2,5x10³ kg/m³, determine a massa do
bloco.
b) Considerando g=10m/s², determine a pressão exercida pelo bloco sobre a superfície
plana, em N/m².
4. Uma sala de estar tem piso de dimensões 3,5m x 4,2m e altura de 2,4m. Considere:
P0=1,01x105 Pa
a) Qual o peso do ar no interior dessa sala?
b) Que força a atmosfera exerce no chão dessa sala?
5. m reservatório aberto de formato retangular contém água até uma altura de 5m.
Determine:
a) A pressão exercida exclusivamente devido a água no fundo desse reservatório.
b) A pressão total que age no fundo do reservatório. Considere P0 = 105 Pa.
6. Por que o recipiente do soro sempre é colocado a determinada altura do braço de um
paciente? Explique como se pode calcular o valor dessa altura?
7. Habitualmente a pressão sanguínea é medida em centímetros de mercúrio, cmHg. Para
uma pessoa normal, seu valor é, em média, 10cmHg. Sendo 13,6x10³ kg/m³ a densidade
do mercúrio e considerando g=10m/s², determine a que altura mínima acima do braço de
um paciente, deve ser colocado o recipiente de soro para que o soro penetre na artéria.
(suponha que a densidade do soro seja igual a da água).
8. Um mergulhador raciocina que, se um respirador de 20cm funciona bem, então, um respirador de
6m também funcionaria. Se ele mergulhar nessa profundidade (ver figura), qual seria a diferença de
pressão entre a pressão externa sobre ele e a pressão do ar em seus pulmões? Por que ele se
encontra em perigo?
9. Que fração do volume de um iceberg que flutua na água do mar é visível?
10. Um balão esférico cheio de gás hélio tem raio 12,0m. O balão, os cabos de sustentação e a cesta
têm massa m= 196kg. Qual é a carga máxima M que o balão pode carregar, quando ele flutua a
uma altitude na qual a densidade do ar e do hélio são:
11. Encontre o aumento na pressão do fluido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força
de intensidade 42N no êmbolo de uma seringa de raio 1,1cm.
12. Um peixe controla a sua profundidade na água através do ajuste da quantidade de ar em ossos
porosos ou em bolsas de ar para tornar sua densidade média igual a da água. Suponha que, com as
bolsas de ar vazias, um peixe tenha a densidade de 1,08 g/cm³. Para que fração do seu volume, o
peixe deve inflar suas bolsas de ar para reduzir sua densidade até o valor da densidade da água?
(Estes sacos são chamados bexigas natatórias).
= 1g/cm³.
13. Uma piscina tem as dimensões: 24,0m x 9,0m x 2,5m.
a) Quando ela está cheia de água, qual é a força (devido somente à água) sobre o fundo, nas
extremidades e nos lados?
b) Se você estiver preocupado com o fato das paredes e pisos de concreto se quebrarem, seria
apropriado levar em conta a pressão atmosféricas? Por quê?
14. A água se encontra a uma profundidade D abaixo da face vertical de um dique, como na figura
abaixo. Seja W a largura do dique.
a) Encontre a força horizontal resultante exercida no dique pela pressão manométrica da água.
b) Encontre o torque resultante devido à pressão manométrica da água, em relação ao ponto O.
c) Encontre o braço de alavanca, em relação ao ponto O, da força horizontal resultante sobre o dique.
15. Um pistom cilíndrico de área menor a é usado em uma prensa hidráulica para exercer uma pequena
força f num líquido confinado. Um tubo o conecta com outro pistom maior de área A (figura).
a) Que força F o pistom maior sustentará?
b) Se o pistom pequeno tem um diâmetro de d= 3,8cm e o grande D= 53,0cm, que peso no pistom
pequeno sustentará 2,0 toneladas no pistom maior ?
16. Uma lata tem volume de 1200cm³ e massa de 130g. Quantas gramas de balas de chumbo ela
poderia carregar sem que afundasse na água? A densidade do chumbo é de 11,4 g/m³.
17. Uma esfera oca, de raio interno igual a 8cm e raio externo igual a 9cm, flutua submersa pela metade
em um líquido de densidade 800 kg/m³.
a) Qual a massa da esfera?
b) Calcule a densidade do material de que ela é feita.
18. Um objeto cúbico de dimensão L= 0,6m de lado e massa M=450 kg e suspenso por um fio em um
tanque aberto com líquido de densidade de 1030,0 kg/m³ (figura).
a) Encontre a tração no fio.
b) Calcule o empuxo sobre o objeto, usando o Princípio de Arquimedes e compare com a relação
algébrica existe com todas as forças que agem no bloco.
19. Três crianças, cada uma pesando 356N, constroem uma jangada amarrando troncos de diâmetro
0,30m e comprimento 1,80. Quantos troncos serão necessários para que a jangada as sustente?
Considere a densidade da madeira como sendo 800kg/m³.