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lista extra - fluidos

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Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Professora: Rejane Cristina Dorn
2ª Lista de exercícios – Fluidos
1) Para trabalhar dentro d'água, um
operário da construção civil utiliza um
"sino submarino" (veja figura). A
presença de água no interior do sino é
evitada pela injeção de ar comprimido
no seu interior. Sendo pa a pressão
atmosférica, ρ a massa específica da
água, h a altura da coluna de água acima
da parte inferior do sino e g a aceleração
da gravidade, a pressão no interior do
sino é:
a) pa
b) pa – ρgh
c) 0
d) pa + ρgh
e) ρgh
2) Ao projetar uma represa, um
engenheiro precisou aprovar o perfil de
uma barragem sugerido pelo projetista
da construtora. Admitindo que ele se
baseou na lei de Stevin, da hidrostática,
que a pressão de um líquido aumenta
linearmente com a profundidade,
assinale a opção que o engenheiro deve
ter feito:
3) A instalação de uma torneira num
edifício segue o esquema ilustrado na
figura a seguir. Considerando que a
caixa d'água está cheia e destampada, a
pressão no ponto P, em N/m2, onde será
instalada a torneira, é:
a) 2,00 x 104
c) 1,21 x 105
e) 1,41 x 105
b) 1,01 x 105
d) 1,31 x 105
4) Um edifício de 5 andares, em que
cada andar tem 3 m de altura, foi
construído ao lado de um rio. A água
utilizada pelo condomínio é bombeada
do rio para um reservatório que se
encontra no topo do edifício, como está
mostrado na figura a seguir. Determine
a pressão mínima para a bomba d'água
elevar a água do rio para o reservatório,
considerando que o nível do
reservatório esteja sempre a uma altura
de h = 3 m acima do topo do edifício.
a) 1,8 atm. b) 1,4 atm. c) 3,2 atm.
d) 3,7 atm. e) 2,8 atm.
5) Água escoa em uma tubulação, onde
a região 2 situa-se a uma altura h acima
da região 1, conforme figura a seguir.
É correto afirmar que:
a) a pressão cinética é maior na região
1.
b) a vazão é a mesma nas duas regiões.
c) a pressão estática é maior na região 2.
d) a velocidade de escoamento é maior
na região 1.
e) a pressão em 1 é menor do que a
pressão em 2.
6) O sistema de abastecimento de água de
uma rua, que possui 10 casas, está
ilustrado na figura abaixo. A vazão do
tubo principal é de 0,01 m/s3. Supondo
que cada casa possui uma caixa d’água de
1500 litros de capacidade e que estão
todas inicialmente vazias, em quantos
minutos todas as caixas-d’água estarão
cheias? Suponha que durante o período de
abastecimento nenhuma caixa estará
fornecendo água para as suas respectivas
casas.
Essa força que o líquido exerce no
corpo é chamada de empuxo. A partir
disso, assinale a afirmativa correta:
a) O princípio de Arquimedes somente é
válido para corpos mergulhados em
líquidos e não pode ser aplicado para
gases.
b) Um corpo total ou parcialmente
imerso em um fluido sofre uma força
vertical para cima e de módulo igual ao
peso do fluido deslocado.
c) Dois objetos de mesma densidade,
mas volumes diferentes, quando
imersos em líquidos de densidades
iguais, sofrem empuxos iguais.
d) Se um corpo afunda na água com
velocidade constante, o empuxo sobre
ele é nulo.
e) Dois objetos de mesmo volume,
quando imersos em líquidos de
densidades diferentes, sofrem empuxos
iguais.
8) Um corpo sólido, de massa 500 g e
volume 625 cm3, encontra-se em repouso
no interior de um líquido em equilíbrio,
conforme a figura ao lado.
Relativamente a essa situação, marque a
afirmativa incorreta:
(a) 15 min
(d) 30 min
(b) 20 min (c) 25 min
7) Algumas lendas dizem que
Arquimedes
descobriu,
enquanto
tomava banho, que um corpo fica mais
leve quando está imerso na água devido
a uma força verticalmente para cima
que o líquido exerce sobre esse corpo.
a) A densidade do líquido é igual a 0,800
g/cm3.
b) Se, por um procedimento externo, apenas
o volume do corpo aumentar, ele afundará e
exercerá força sobre o fundo do recipiente.
c) Atua sobre o corpo, verticalmente para
cima, uma força de módulo igual ao peso
do volume de líquido deslocado.
d) O corpo desloca um volume de líquido
cuja massa é igual a 500 g.
e) O volume de líquido que o corpo desloca
é igual ao seu próprio volume.
9) O perfil da asa de um avião está sob a
ação de um fluxo de ar como mostra a
simulação na figura.
II. As densidades das duas esferas são
iguais.
III. As duas esferas recebem da água
empuxos de mesma intensidade.
Dentre essas afirmações está(ão) correta(s)
apenas:
a) I.
b) II.
c) III.
d) I e II.
e) I e III.
Em relação ao experiment, é correto
afirmar que:
a) o módulo da velocidade do ar é maior
acima do perfil do que abaixo dele
porque, aí, o ar percorre uma distância
menor.
b) a pressão exercida pelo ar sobre o
perfil de baixo é menor do que a pressão
exercida por ele na parte de cima do
perfil.
c) a pressão do ar sobre o perfil é menor
na parte de cima porque a velocidade do
ar nessa região é maior.
d) a pressão exercida pelo ar sobre a
parte superior do perfil é menor e, como
consequência, sua velocidade é maior
nessa região.
e) nenhuma das alternativas anteriores é
satisfatória no conteúdo da análise do
experimento.
10) Duas esferas A e B, de mesma massa,
mas de volumes diferentes, quando
colocadas num tanque com água, ficam em
equilíbrio nas posições indicadas:
Com relação a essa situação são feitas as
seguintes afirmações:
I. Os pesos das duas esferas têm a mesma
intensidade.
11) A figura abaixo representa dois tubos
abertos contendo líquidos diferentes. Uma
mangueira interliga os dois, com uma
torneira que permite entrada ou saída de ar.
A, B, C e D são os pontos da superfície do
líquido.
Em relação às condições mostradas na
figura, é correto afirmar que:
(a) a pressão no ponto B é maior que a
atmosférica.
(b) os dois líquidos tem a mesma
densidade.
(c) a pressão no ponto B é maior do que no
ponto C.
(d) a pressão no ponto C é menor do que no
ponto D.
(e) nos pontos A, B, C e D a pressão é a
mesma.
12) A indústria de bens materiais vive
em permanentes pesquisas no intuito de
usar materiais cada vez mais leves e
duráveis e menos agressivos ao meio
ambiente. Com esse objetivo é realizada
a experiência descrita a seguir. Trata-se
da determinação experimental da
densidade de um sólido e da densidade
absoluta de um líquido. Um bloco em
forma de paralelepípedo, graduado em
suas paredes externas, feito do mesmo
material cuja densidade se deseja obter,
é imerso, inicialmente em água, de
densidade 1 g/cm3, em que consegue se
manter flutuando em equilíbrio, com
metade de seu volume imerso (figura 1).
A seguir, esse mesmo bloco é imerso
em outro líquido, cuja densidade se
deseja medir, passando a nele flutuar
com 80% de seu volume imerso.
O experimento conduz aos resultados da
densidade do material do bloco e da
densidade do líquido, em g/cm3,
respectivamente:
(a) 0,5 e 0,625
(c) 0,625 e 0,750
(e) 0,75 e 0,5.
(b) 0,625 e 0,5
(d) 0,7 e 0,625
13) A figura abaixo representa uma
partícula de massa m, inicialmente em
repouso, que cai de uma altura h, medida a
partir de um referencial com origem no
solo, num local onde o módulo do campo
gravitacional é g, e a pressão atmosférica é
P0. Após percorrer, no tempo t, uma
distância igual à metade da altura, a
partícula mergulha num recipiente aberto,
com área da base A, cheio de óleo de
densidade
d.
Submetida
a
uma
desaceleração a, a partícula atinge a
velocidade v, depois de percorrer a
distância x no interior do recipiente.
Desprezando-se a resistência do ar, é
correto afirmar:
I. A partícula atinge a superfície do óleo no
instante t =(2h/g)1/2.
II. Ao atingir a superfície do óleo, a energia
cinética da partícula é igual a sua energia
mecânica no início da queda.
III. Após percorrer a distância x, a
velocidade da partícula é igual a [gh − 2(g −
a)x]1/2 .
IV. Antes do impacto da partícula, a força
exercida pelo óleo no fundo do recipiente é
dghA/2.
V. Quando a partícula pára, a pressão sobre
ela, no fundo do recipiente, é p = p0 + dgh.
Estão corretas as afirmativas:
a) I, II, III.
d) I, IV.
b) II, III.
e) IV e V.
c) II, IV, V
Respostas
(1) b. (2) c. (3) d. (4) a. (5) b. (6) c. (7)
b. (8) b. (9) d. (10) e. (11) a. (12) a.
(13) e.
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