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.
