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Engenharia Ambiental e Sanitária ·
Física B
· 2023/2
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Exercícios de Fluidos P. 500 Uma joia de prata pura, homogênea e maciça tem massa de 200 g e ocupa um volume de 20 cm³. Determine a densidade da joia e a massa específica da prata. P. 501 Um cubo de aresta 8 cm é homogêneo, exceto na sua parte central, onde existe uma região oca, na forma de um cilindro de altura 4 cm e área de base 5 cm². Sendo 1.280 g a massa do cubo, determine: a) a densidade do cubo; b) a massa específica da substância que o constitui. P. 502 Determine a densidade de uma mistura homogênea em volumes iguais de dois líquidos de densidades 0,8 g/cm³ e 1 g/cm³. P. 503 Determine a densidade de uma mistura homogênea em massas iguais de dois líquidos de densidades 0,3 g/cm³ e 0,7 g/cm³. P. 504 Num vaso cilíndrico de raio 5 cm é colocado mercúrio até a altura de 50 cm. Sendo 13,6 * 10³ kg/m³ a densidade do mercúrio, 10 m/s² a aceleração da gravidade e 10⁵ Pa a pressão atmosférica, determine: a) a pressão hidrostática do mercúrio no fundo do vaso; b) a intensidade da força atuante no fundo do vaso. c) a pressão total no fundo do vaso; P. 505 A pressão no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio varia com a profundidade conforme o gráfico. Considerando g = 10 m/s², determine: a) a pressão atmosférica; b) a densidade do líquido; c) a pressão hidrostática e a pressão total num ponto situado a 5 m de profundidade. P. 506 Os recipientes da figura contêm o mesmo líquido até a altura h = 0,5 m, sendo que o da esquerda contém 20 kg desse líquido. A pressão atmosférica é 10⁵ N/m² e g = 10 m/s². Determine: a) as pressões exercidas no fundo dos dois recipientes, cujas áreas são iguais e valem 0,02 m²; b) a intensidade das forças que agem no fundo dos recipientes; c) a densidade do líquido que preenche os recipientes. P. 508 Água de densidade 1 g/cm³ e mercúrio de densidade 13,6 g/cm³ são colocados num tubo em U, de modo que a altura da coluna de mercúrio, medida a partir da superfície de separação, é 2 cm. Determine a altura da coluna de água medida a partir da mesma superfície. P. 509 A figura ao lado mostra como três líquidos imiscíveis de densidades diferentes se dispõem num tubo em U. Sendo dadas as densidades do líquido Ø (d₁ = 0,4 g/cm³) e do líquido © (d₄ = 2,5 g/cm³), determine a densidade d₂ do líquido Ø. P. 510 Numa prensa hidráulica, o êmbolo menor tem raio 10 cm e o êmbolo maior, raio 50 cm. Se aplicarmos no êmbolo menor uma força de intensidade 20 N, deslocando-o 15 cm, qual será a intensidade da força no êmbolo maior e seu deslocamento? P. 511 Um balão de hidrogênio de peso igual a 600 N está preso a um fio em equilíbrio estático vertical. Seu volume é igual a 80 m³. Adote g = 10 m/s². Densidade do ar: d_a = 1,25 kg/m³. Determine: a) o empuxo exercido pelo ar sobre o balão; b) a tração no fio que sustém o balão. P. 512 (Vunesp) Um bloco de madeira de massa 0,63 kg é abandonado cuidadosamente sobre um líquido desconhecido, que se encontra em repouso dentro de um recipiente. Verifica-se que o bloco desloca 500 cm³ do líquido, até que passa a flutuar em repouso. Líquido Álcool etílico Benzeno Óleo mineral Água Leite Glicerina Massa específica (g/cm³) à temperatura ambiente 0,79 0,88 0,82 1,00 1,03 1,26 a) Considerando g = 10,0 m/s², determine a intensidade (módulo) do empuxo exercido pelo líquido no bloco. b) Qual é o líquido que se encontra no recipiente? Para responder, consulte a tabela anterior, após efetuar seus cálculos. P. 513 Um paralelepípedo de altura igual a 1,2 m e área da base igual a 1 m² flutua em água com 0,4 m imerso. Determine a densidade do paralelepípedo em relação à água. P. 514 (Fuvest-SP) Numa experiência de laboratório, os alunos observaram que uma bola de massa especial afundava na água. Arquimedes, um aluno criativo, pôs sal na água e viu que a bola flutuou. Já Ulisses conseguiu o mesmo efeito modelando a massa sob forma de barquinho. Explique, com argumentos de Física, os efeitos observados por Arquimedes e por Ulisses. P. 515 (Unirio-RJ) Um cilindro maciço de plástico flutua em água com 60% de seu volume submerso. O cilindro tem a área da base S = 50 cm² e altura h = 10 cm (dado: massa específica da água = 1,0 g/cm³). Calcule: a) a massa específica do plástico; b) a massa de um corpo que, colocado no topo do cilindro, fará com que esse topo venha a coincidir com a superfície da água. P. 516 Determine a densidade de um sólido suspenso por um fio de peso desprezível no prato de uma balança equilibrada nas duas situações mostradas na figura. A densidade da água é 1 g/cm³. P. 517 (Efoa-MG) Na figura está representada uma esfera E de alumínio, com 50% de seu volume imerso na água. Para que isso seja possível, a esfera E é sustentada parcialmente pelo dinamômetro D, que marca 4,4 N. Dados: g = 10 m/s²; massa específica (densidade) do alumínio d_Al = 2,7 * 10³ kg/m³; massa específica (densidade) da água d água = 1,0 * 10³ kg/m³ a) Represente graficamente as forças que atuam sobre a esfera, nomeando-as. b) Determine o volume da esfera. P. 518 Um corpo de massa 5 kg e volume 0,02 m³ é colocado a uma profundidade de 5 m no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio e de densidade 500 kg/m³. Quando o corpo é solto, ele sobe até emergir do líquido. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², determine: a) a densidade do corpo; b) a intensidade resultante que o impulsiona para cima; c) a aceleração adquirida pelo corpo; d) a velocidade com que o corpo emerge do líquido; e) o volume da parte do corpo que permanece submersa, até que se estabeleça o equilíbrio. P. 519 A figura mostra dois corpos A e B, de 10 kg de massa cada um, presos a um fio flexível, inextensível, que passa por uma polia de eixo fixo e de massa desprezível. O corpo A tem volume de 10.000 cm³ e está imerso num líquido de densidade 1.000 kg/m³. O fio 1, que mantém inicialmente o sistema em equilíbrio, é cortado num determinado instante. Desprezando a massa dos fios e considerando g = 10 m/s², determine: a) as trações nos fios 1 e 2 antes de cortar o fio 1; b) a tração no fio 2 e a aceleração do sistema logo após o corte do fio 1; c) a tração no fio 2 e a aceleração do sistema após o corpo A sair completamente do líquido. P. 520 (Faap-SP) Um cilindro de chumbo de raio 2 cm e altura 10 cm se encontra totalmente imerso em óleo de massa específica 0,8 g/cm³ e preso a uma mola de constante elástica k = 1,5 N/cm. É sustentado por um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, como mostra a figura. Determine a intensidade da carga Q para que a deformação sofrida pela mola seja 4,0 cm. (Dados: g = 9,8 m/s²; massa específica do chumbo d = 11,4 g/cm³) Analise os casos: a) a mola está comprimida; b) a mola está distendida.
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Exercícios de Fluidos P. 500 Uma joia de prata pura, homogênea e maciça tem massa de 200 g e ocupa um volume de 20 cm³. Determine a densidade da joia e a massa específica da prata. P. 501 Um cubo de aresta 8 cm é homogêneo, exceto na sua parte central, onde existe uma região oca, na forma de um cilindro de altura 4 cm e área de base 5 cm². Sendo 1.280 g a massa do cubo, determine: a) a densidade do cubo; b) a massa específica da substância que o constitui. P. 502 Determine a densidade de uma mistura homogênea em volumes iguais de dois líquidos de densidades 0,8 g/cm³ e 1 g/cm³. P. 503 Determine a densidade de uma mistura homogênea em massas iguais de dois líquidos de densidades 0,3 g/cm³ e 0,7 g/cm³. P. 504 Num vaso cilíndrico de raio 5 cm é colocado mercúrio até a altura de 50 cm. Sendo 13,6 * 10³ kg/m³ a densidade do mercúrio, 10 m/s² a aceleração da gravidade e 10⁵ Pa a pressão atmosférica, determine: a) a pressão hidrostática do mercúrio no fundo do vaso; b) a intensidade da força atuante no fundo do vaso. c) a pressão total no fundo do vaso; P. 505 A pressão no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio varia com a profundidade conforme o gráfico. Considerando g = 10 m/s², determine: a) a pressão atmosférica; b) a densidade do líquido; c) a pressão hidrostática e a pressão total num ponto situado a 5 m de profundidade. P. 506 Os recipientes da figura contêm o mesmo líquido até a altura h = 0,5 m, sendo que o da esquerda contém 20 kg desse líquido. A pressão atmosférica é 10⁵ N/m² e g = 10 m/s². Determine: a) as pressões exercidas no fundo dos dois recipientes, cujas áreas são iguais e valem 0,02 m²; b) a intensidade das forças que agem no fundo dos recipientes; c) a densidade do líquido que preenche os recipientes. P. 508 Água de densidade 1 g/cm³ e mercúrio de densidade 13,6 g/cm³ são colocados num tubo em U, de modo que a altura da coluna de mercúrio, medida a partir da superfície de separação, é 2 cm. Determine a altura da coluna de água medida a partir da mesma superfície. P. 509 A figura ao lado mostra como três líquidos imiscíveis de densidades diferentes se dispõem num tubo em U. Sendo dadas as densidades do líquido Ø (d₁ = 0,4 g/cm³) e do líquido © (d₄ = 2,5 g/cm³), determine a densidade d₂ do líquido Ø. P. 510 Numa prensa hidráulica, o êmbolo menor tem raio 10 cm e o êmbolo maior, raio 50 cm. Se aplicarmos no êmbolo menor uma força de intensidade 20 N, deslocando-o 15 cm, qual será a intensidade da força no êmbolo maior e seu deslocamento? P. 511 Um balão de hidrogênio de peso igual a 600 N está preso a um fio em equilíbrio estático vertical. Seu volume é igual a 80 m³. Adote g = 10 m/s². Densidade do ar: d_a = 1,25 kg/m³. Determine: a) o empuxo exercido pelo ar sobre o balão; b) a tração no fio que sustém o balão. P. 512 (Vunesp) Um bloco de madeira de massa 0,63 kg é abandonado cuidadosamente sobre um líquido desconhecido, que se encontra em repouso dentro de um recipiente. Verifica-se que o bloco desloca 500 cm³ do líquido, até que passa a flutuar em repouso. Líquido Álcool etílico Benzeno Óleo mineral Água Leite Glicerina Massa específica (g/cm³) à temperatura ambiente 0,79 0,88 0,82 1,00 1,03 1,26 a) Considerando g = 10,0 m/s², determine a intensidade (módulo) do empuxo exercido pelo líquido no bloco. b) Qual é o líquido que se encontra no recipiente? Para responder, consulte a tabela anterior, após efetuar seus cálculos. P. 513 Um paralelepípedo de altura igual a 1,2 m e área da base igual a 1 m² flutua em água com 0,4 m imerso. Determine a densidade do paralelepípedo em relação à água. P. 514 (Fuvest-SP) Numa experiência de laboratório, os alunos observaram que uma bola de massa especial afundava na água. Arquimedes, um aluno criativo, pôs sal na água e viu que a bola flutuou. Já Ulisses conseguiu o mesmo efeito modelando a massa sob forma de barquinho. Explique, com argumentos de Física, os efeitos observados por Arquimedes e por Ulisses. P. 515 (Unirio-RJ) Um cilindro maciço de plástico flutua em água com 60% de seu volume submerso. O cilindro tem a área da base S = 50 cm² e altura h = 10 cm (dado: massa específica da água = 1,0 g/cm³). Calcule: a) a massa específica do plástico; b) a massa de um corpo que, colocado no topo do cilindro, fará com que esse topo venha a coincidir com a superfície da água. P. 516 Determine a densidade de um sólido suspenso por um fio de peso desprezível no prato de uma balança equilibrada nas duas situações mostradas na figura. A densidade da água é 1 g/cm³. P. 517 (Efoa-MG) Na figura está representada uma esfera E de alumínio, com 50% de seu volume imerso na água. Para que isso seja possível, a esfera E é sustentada parcialmente pelo dinamômetro D, que marca 4,4 N. Dados: g = 10 m/s²; massa específica (densidade) do alumínio d_Al = 2,7 * 10³ kg/m³; massa específica (densidade) da água d água = 1,0 * 10³ kg/m³ a) Represente graficamente as forças que atuam sobre a esfera, nomeando-as. b) Determine o volume da esfera. P. 518 Um corpo de massa 5 kg e volume 0,02 m³ é colocado a uma profundidade de 5 m no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio e de densidade 500 kg/m³. Quando o corpo é solto, ele sobe até emergir do líquido. Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s², determine: a) a densidade do corpo; b) a intensidade resultante que o impulsiona para cima; c) a aceleração adquirida pelo corpo; d) a velocidade com que o corpo emerge do líquido; e) o volume da parte do corpo que permanece submersa, até que se estabeleça o equilíbrio. P. 519 A figura mostra dois corpos A e B, de 10 kg de massa cada um, presos a um fio flexível, inextensível, que passa por uma polia de eixo fixo e de massa desprezível. O corpo A tem volume de 10.000 cm³ e está imerso num líquido de densidade 1.000 kg/m³. O fio 1, que mantém inicialmente o sistema em equilíbrio, é cortado num determinado instante. Desprezando a massa dos fios e considerando g = 10 m/s², determine: a) as trações nos fios 1 e 2 antes de cortar o fio 1; b) a tração no fio 2 e a aceleração do sistema logo após o corte do fio 1; c) a tração no fio 2 e a aceleração do sistema após o corpo A sair completamente do líquido. P. 520 (Faap-SP) Um cilindro de chumbo de raio 2 cm e altura 10 cm se encontra totalmente imerso em óleo de massa específica 0,8 g/cm³ e preso a uma mola de constante elástica k = 1,5 N/cm. É sustentado por um fio ideal, que passa por uma polia, sem atrito, como mostra a figura. Determine a intensidade da carga Q para que a deformação sofrida pela mola seja 4,0 cm. (Dados: g = 9,8 m/s²; massa específica do chumbo d = 11,4 g/cm³) Analise os casos: a) a mola está comprimida; b) a mola está distendida.