____________________________________________________________________________________________________________ FENÔMENOS DE TRANSPORTE Prof. Carlos Alberto Silveira da Luz EXERCÍCIOS DA UNIDADE VII – Proposto em 05/07/2013 1. Um mergulhador está estacionado a 10 m de profundidade. No mesmo nível em que se encontra, existe uma gruta que encerra ar. Calcule a pressão a que se acham submetidos o mergulhador e o ar da gruta. Considere: água = 1.000 kg/m3; g = 10 m/s2; patm = 105 N/m2. Resposta: 2 .105Pa 2. Um tanque, contendo 5,0 x 103 litros de água, tem 2,0 metros de comprimento e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 m/s2. Calcule a pressão hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque. Resposta: 1,263 105Pa 3. Considerando a água do mar como um fluido incompressível, com = 1.025kgf/m3 e a superfície livre do mar como referência, calcular a diferença de pressão, no Sistema Internacional de Unidades (SI), entre os pontos situados entre as profundidades z1= –2m e z2= –2800m. Resposta: 28.134.589,5Pa 4. Óleo com densidade d = 0,80 é inserido num tanque, que já estava preenchido com água até uma altura de 7ft. Sabendo que a altura total do tanque é de 10ft e que está completamente preenchido, desprezando-se a pressão do ar sobre o sistema, determinar a pressão, no SI, no fundo do tanque. Resposta: 28.106,83Pa 5. Um tanque fechado contém ar comprimido e um óleo que apresenta densidade (dóleo = 0,9). O fluido utilizado no manômetro em “U” conectado ao tanque é mercúrio (densidade dHg = 13,6). Se h1 = 914 mm, h2 = 152 mm e h3 = 229 mm, determine a leitura do manômetro localizado no topo do tanque. Resposta: 21,119kPa 6. No piezômetro inclinado da figura, temos: 1 = 800 kgf/m³ e 2 = 1.700 kgf/m³, L1 = 20 cm e L2 = 15 cm , (alfa) = 30o. Qual é a pressão em p1? Resposta: 207,5 kgf.m-2 1 ____________________________________________________________________________________________________________ 7. Na prensa hidráulica, na figura, os diâmetros dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, 4cm e 20cm. Sendo o peso do carro igual a 10kN, determine: a) a força que deve ser aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro; b) o deslocamento do nível de óleo no tubo 1, quando o carro sobe 20cm. Respostas: a) 400N; b) 5,0 m 8. Deseja-se construir uma prensa hidráulica que permita exercer no êmbolo maior uma força de 5,0 x 103 N, quando se aplica uma força de 5,0 x 10 N no êmbolo menor, cuja área é de 2,0 x 10 cm2. Nesse caso, a área do êmbolo maior deverá ser de: Resposta: 2 x 103 cm2 9. Na figura, os êmbolos A e B possuem áreas de 80cm2 e 20cm2, respectivamente. Desprezando os pesos dos êmbolos, considerando o sistema em equilíbrio e sendo a massa do corpo colocado em A igual a 100 kg, determine: a) a massa do corpo colocado em B; b) qual será o deslocamento do corpo em A se deslocarmos o corpo em B 20 cm para baixo. Respostas: a) 25kg; b) 5 cm 10. As áreas dos pistões do dispositivo hidráulico da figura mantêm a relação 50:2. Verifica-se que um peso , colocado sobre o pistão maior é equilibrado por uma força de 30N no pistão menor, sem que o nível de fluido nas duas colunas se altere. Calcular o valor do peso e acordo com o princípio de Pascal. Resposta: 750N 2 ____________________________________________________________________________________________________________ 11. Um bloco de madeira (c = 0,65 g/cm3), com 20 cm de aresta, flutua na água (água = 1,0 g/cm3). Determine a altura do cubo que permanece dentro da água. Resposta: 13cm 12. Uma pedra, cuja massa específica é de 3,2 g/cm3, ao ser inteiramente submersa em determinado líquido, sofre um perda aparente de peso, igual à metade do peso que ela apresenta fora do líquido. Determinar a massa específica desse líquido em g/cm3. Resposta: 1,6 g.cm-3 13. Uma esfera maciça e homogênea, de massa específica igual a 2,4 g/cm3, flutua mantendo 20% do seu volume acima da superfície livre de um líquido. Determinar a massa específica desse líquido, em g/cm3. Resposta: 3,0 g.cm-3 14. Uma lata vazia hermeticamente fechada tem massa de 1,0 kg e volume de 20 L. Determinar a intensidade da força F que é preciso aplicar à lata, para mantê-la completamente submersa em água. Adotar g= 10 m/s2. Resposta: 190 N 3