Pontifícia Universidade Católica de Goiás - PUC

Pontifícia Universidade Católica de Goiás - PUC-GO
MAF - Departamento de Matemática e Física
Disciplina: Física Geral e Experimental II - MAF2202
Profa. Wanessa
4a Lista de Exercícios
Problemas
1. Uma janela de escritório possui dimensões 3, 4 m por 2, 1 m. Em consequência da passagem
de uma tempestade, a pressão do ar externo cai para 0, 96 atm, mas no interior é mantida
a 1, 0 atm. Qual é a força resultante que empurra a janela para fora?
2. Blaise Pascal duplicou o barômetro de Torricelli usando um vinho tinto Bordô de densidade
de 984 kg/m3 (Fig.1). Qual é o comprimento h da coluna de vinho para uma pressão
atmosférica normal?
Figura 1: Problema 2
3. A saída de esgoto de uma casa construída em uma ladeira está 8, 2 m abaixo do nível da
rua. Se a rede pública de esgotos estiver 2, 1 m abaixo do nível da rua, encontre a diferença
de pressão mínima que deve ser criada pela bomba de esgoto para transferir resíduos com
uma massa específica média de 900 Kg/m3 da saída de esgoto para a rede pública.
4. Em uma represa, a água armazenada atrás da face vertical de montante (direção contrária
ao escoamento do rio) da barragem possui profundidade D, como mostrado na Figura 2.
Considere que a largura da represa seja igual a W. Determine (a) a força horizontal resultante sobre a represa resultante da pressão manométrica da água e (b) o torque resultante*
devido a essa força (e portanto da pressão manométrica) em torno da linha que passa por
O paralela à largura da barragem. (c) Determine o braço de alavanca da força horizontal
resultante em torno da linha que passa por O.
* No dimensionamento de uma barragem de gravidade, é fundamental garantir, para a
altura máxima de água, que este torque não excede o torque do peso da barragem em
torno do mesmo ponto.
5. Na figura 3 uma mola de constante de mola constante de 3, 0 × 104 N/m está entre um
bloco rígido e saída de uma alavanca hidraúlica. Um container de massa desprezível está
sobre o pistão de entrada. O pistão de entrada tem área A1 e o pistão de saída tem área
18A1 . Inicialmente a mola está na sua posição de equilíbrio. Quantos quilogramas de areia
deve ser adicionado ao container para comprimir a mola por 5 cm?
6. Uma casca esférica oca de ferro flutua quase completamente submersa na água. O diâmetro
externo é de 60, 0 cm e massa específica do ferro é igual a 7, 87 g/cm3 . Determine o diâmetro
interno.
Figura 2: Problema 4
Figura 3: Problema 5
7. Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 1, 9 cm está ligada a um irrigador
de gramado (parado) que consiste simplesmente em uma carcaça com 24 furos, cada um
com 0, 13 cm de diâmetro. Se a água na mangueira possuir uma velocidade de 0, 91 m/s, a
que velocidade ela sairá do irrigador?
8. A água escoando com uma velocidade de 5, 0 m/s através de uma tubulação com uma área
transversal de 4, 0 cm2 . A água desce gradativamente 10 m enquanto a tubulação aumenta
de área para 8, 0 cm2 . (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível
mais elevado for de 1, 5 × 105 P a, qual será a pressão no nível mais baixo?
9. Um avião tem massa de 1.60 × 104 kg e cada asa tem uma área de 40, 0 m2 . Durante o
vôo plano, a pressão na superfície inferior da asa é 7.00 × 104 P a. Determine a pressão na
superfície superior da asa.
GABARITO
1 - 2, 9 × 104 N
2-10, 2 m
3 - 5, 4 × 104 P a
4 - (a) ρgW D2 /2; (b) ρgW D3 /6; (c) D/3
5 - 8, 50 Kg
6 - 57, 3 cm
7 - 8, 1 m/s
8 -(a) 2, 5 m/s; (b) 2, 6 × 105 P a
9 - 68, 0 kP a