Exercicios mecanica dos fluidos

EXERCÍCIOS DE MECÂNICA DOS FLUIDOS

1. A pressão atmosférica normal é 1,013 x105 Pa. A aproximação de uma tempestade provoca uma queda de 20 mm na altura de um barômetro de mercúrio, em relação à altura normal. Qual a pressão atmosférica? (a densidade do mercúrio é de 13,59 g/cm3).

Resposta: 0,986 x 105 Pa

2. Calcular o empuxo sobre um corpo maciço, de cobre, com o volume de 0,2 m3, imerso em água. Qual o resultado deste cálculo se o corpo for feito de aço?

Resposta: 1.960N, o mesmo

3. No ar um corpo pesa 15 N. Quando imerso em água, o mesmo corpo peso 12 N. Quando imerso em outro líquido, pesa 13 N. Achar (a) densidade do corpo e (b) a densidade do outro líquido.

Resposta: a) 5.000 kg/m3, b) 667 kg/m3

4. A pressão atmosférica padrão pode suportar uma coluna de mercúrio de 760 mm de altura. (a) Mostre que isto é equivalente a 1,01 x 105 Pa. (b) Que altura teria uma coluna de água a ser suportada pela atmosfera padrão? A densidade do mercúrio é de 13,6 kg/m3, e a densidade da água é 1,0 x 103 kg/m3.

Resposta: b) 10,3 m

5. O pistão de um elevador de automóveis do tipo usado nos postos de gasolina tem 25,0 cm de diâmetro. Que pressão (acima da atmosférica) seria necessária para elevar um carro de 1500 kg pela compressão de ar empurrado contra o pistão? (Essa é a pressão medida através de um medidor de pressão de pneus).

Resposta: 2,9943 105 Pa

6. Um balão esférico de 5 m de raio está cheio de hidrogênio. Nas condições normais, a densidade do hidrogênio é 0,08999 kg/m3 e a do ar é 1,29 kg/m3. Desprezando o peso das paredes, qual é a força ascensional do balão?

Resposta: 6.157,6 N

7. Quando pesados no vácuo, um bloco cúbico de alumínio (densidade 2,7 g/cm3) e um de chumbo (densidade 11,4 g/cm3), tem peso equivalente a 10 kg cada um. No ar (densidade 1,29 kg/m3), qual pesa menos, e qual é a diferença de massa correspondente?

Resposta: o alumínio pesa menos e a diferença é de 4,66 gramas

8. Um reservatório contém água até 0,5 m de altura e, sobre a água, uma camada de óleo de densidade 0,69 g/cm3, também com 0,5 m de altura. Abre-se um pequeno orifício na base do reservatório. Qual é a velocidade de escoamento da água?

Resposta: 4,07 m/s

9. Um tubo contendo ar comprimido a uma pressão de 1,25 atm tem um vazamento através de um pequeno orifício em sua parede lateral. Sabendo que a densidade do ar na atmosfera é de 1,3 kg/m3, calcule a velocidade de escapamento do ar através do orifício.

Resposta: 197,4 m/s

10. Todo o ar é evacuado de uma bolha de vidro esférica de 0,12 m de raio. (a) considerando a pressão atmosférica normal como sendo 1,013.105 Pa, ache a força total exercida pela atmosfera na sua superfície. (b) qual é a força total na sua superfície interior? (c) Qual é a força total na bolha? É agora permitido ao ar reentrar esteja à pressão atmosférica normal. (d), (e), (f) Quais são as respostas a (a), (b) e (c) sob estas circunstâncias?

Resposta: (a) 18.330,82 N, (b) zero, (c) 18.330,82 N, (d) 18.330,82 N, (e) 18.330,82 N, (f) zero.

11. Um recipiente cilíndrico de aerossol spray é cheio com um gás cuja pressão absoluta é de 3,5 atm. A lata é de 10 cm de diâmetro e 25 cm de comprimento. (a) Qual é o módulo, direção e sentido da força que o gás exerce numa área de 1 cm2 na superfície interior