Exercícios sobre Massa Específica e Pressão dos Fluidos

Módulo 141 Massa Específica e Pressão dos Fluidos 1 Um peixe se mantém na mesma profundidade na água doce ajustando a quantidade de ar em ossos porosos ou em bolsas de ar para tornar sua massa específica média igual à da água Suponha que com as bolsas de ar vazias um peixe tem uma massa específica de 108 gcm3 Para que fração de seu novo volume o peixe deve inflar as bolsas de ar para tornar sua massa específica igual à da água 3 Determine o aumento de pressão do fluido contido em uma seringa quando uma enfermeira aplica uma força de 42 N ao êmbolo circular da seringa que tem um raio de 11 cm 5 Uma janela de escritório tem 34 m de largura por 21 m de altura Como resultado da passagem de uma tempestade a pressão do ar do lado de fora do edifício cai para 096 atm mas no interior do edifício permanece em 10 atm Qual é o módulo da força que empurra a janela para fora por causa da diferença de pressão Módulo 142 Fluidos em Repouso 12 A profundidade máxima dmáx a que um mergulhador pode descer com um snorkel tubo de respiração é determinada pela massa específica da água e pelo fato de que os pulmões humanos não funcionam com uma diferença de pressão entre o interior e o exterior da cavidade torácica maior que 0050 atm Qual é a diferença entre os valores de dmáx para água doce e para a água do Mar Morto a água natural mais salgada no mundo com massa específica de 15 103 kgm3 13 Com uma profundidade de 109 km a Fossa das Marianas no Oceano Pacífico é o lugar mais profundo dos oceanos Em 1960 Donald Walsh e Jacques Piccard chegaram à Fossa das Marianas no batiscafo Trieste Supondo que a água do mar tem massa específica uniforme de 1024 kgm3 calcule a pressão hidrostática aproximada em atmosferas que o Trieste teve que suportar Mesmo um pequeno defeito na estrutura do Trieste teria sido desastroso Módulo 144 O Princípio de Pascal 29 Na Fig 1437 uma mola de constante elástica 300 104 Nm liga uma viga rígida ao êmbolo de saída de um macaco hidráulico Um recipiente vazio de massa desprezível está sobre o êmbolo de entrada O êmbolo de entrada tem uma área Ae e o êmbolo de saída tem uma área 180Ae Inicialmente a mola está relaxada Quantos quilogramas de areia devem ser despejados lentamente no recipiente para que a mola sofra uma compressão de 500 cm Fig 1437 Problema 29 Módulo 145 O Princípio de Arquimedes 31 Um bloco de madeira flutua em água doce com dois terços do volume V submersos e em óleo com 090V submerso Determine a massa específica a da madeira e b do óleo 33 Uma âncora de ferro de massa específica 7870 kgm3 parece ser 200 N mais leve na água que no ar a Qual é o volume da âncora b Qual é o peso da âncora no ar 40 Jacarés traiçoeiros Os jacarés costumam esperar pela presa flutuando com apenas o alto da cabeça exposto para não serem vistos Um meio de que dispõem para afundar mais ou menos é controlar o tamanho dos pulmões Outro é engolir pedras gastrólitos que passam a residir no estômago A Fig 1441 mostra um modelo muito simplificado de um jacaré com uma massa de 130 kg que flutua com a cabeça parcialmente exposta O alto da cabeça tem uma área de 020 m2 Se o jacaré engolir pedras com massa total equivalente a 10 da massa do corpo um valor típico de quanto ele afundará Fig 1441 Problema 40 Módulo 146 A Equação de Continuidade 51 Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 19 cm está ligada a um borrifador estacionário que consiste apenas em um recipiente com 24 furos de 013 cm de diâmetro Se a água circula na mangueira com uma velocidade de 091 ms com que velocidade ela sai dos furos do borrifador 53 A água de um porão inundado é bombeada a uma velocidade de 50 ms por meio de uma mangueira com 10 cm de raio A mangueira passa por uma janela 30 m acima do nível da água Qual é a potência da bomba Módulo 147 A Equação de Bernoulli 57 Um tanque cilíndrico de grande diâmetro está cheio dágua até uma profundidade D 030 m Um furo de seção reta A 65 cm2 no fundo do tanque permite a drenagem da água a Qual é a velocidade de escoamento da água em metros cúbicos por segundo b A que distância abaixo do fundo do tanque a seção reta do jorro é igual à metade da área do furo 59 A água se move a uma velocidade de 50 ms em um cano com uma seção reta de 40 cm2 A água desce gradualmente 10 m enquanto a seção reta aumenta para 80 cm2 a Qual é a velocidade da água depois da descida b Se a pressão antes da descida é 15 105 Pa qual é a pressão depois da descida