Lista de Exercícios 5-2022 1

FISICA GERAL 2 2022-1 fev_2023 5a LISTA DE EXERCICIOS (entregar até 08/02) 1 - Um curto-circuito elétrico corta toda a energia de um veículo de mergulho submersível quando estiver 30 m abaixo da superfície do oceano. A tripulação deve empurrar uma escotilha de área 0,75 m2 e peso de 300 N no fundo do veículo para escapar. Se a pressão interna é de 1,0 atm, qual é a força para baixo que a tripulação deve exercer na escotilha para abri-la? 2 - Um tubo em U, como na figura ao lado, tem seção reta de 5,0 cm 2. A água é inicialmente colocada no tubo até que o menor braço esteja cheio, no nível d=0,8 m. Essa saída é então selada por uma tampa que suporta uma força de até 9,80 N. Qual é o nível de água a ser colocado no braço mais longo do tubo para que o selo quebre? 3 – O líquido no manômetro de tubo aberto na Fig. ao lado é mercúrio, y1 = 3,00 cm e y2 = 7,00 cm. A pressão atmosférica é de 980 milibares. (a) Qual é a pressão absoluta no fundo do tubo em forma de U? (b) Qual é a pressão absoluta no tubo aberto a uma profundidade de 4,00 cm abaixo da superfície livre? (c) Qual é a pressão absoluta do gás no recipiente? (d) Qual é a pressão manométrica do gás em Pa? 4 – Considere a prensa hidráulica da figura ao lado. (a) Qual é a relação entre as forças de equilibrio f e F ? (b) Se os diâmetros dos pistões são 3,80 cm e 53,00 cm, qual é a força mínima f para equilibrar uma carga de 20,0 kN no pistão maior ? 5 – Qual fração do volume de um iceberg (densidade 917 kg/m3) ficará visível se esse iceberg estiver flutuando (a) no oceano (densidade 1024 kg/m3) ou (b) em um rio de água doce (densidade 1000 kg/m3) ? 6 - Um bloco cúbico de madeira, com 10,0 cm de lado, flutua na interface entre óleo e água com sua superfície inferior 1,50 cm abaixo da interface. A densidade do óleo é 790 kg/m3 . (a) Qual é a pressão manométrica na face superior do bloco? (b) Qual é a pressão manométrica na face inferior do bloco? (c) Quais são a massa e a densidade do bloco? A pressoro manometrica e dada pelo Principio de sterin P = P o t P g h Phzooccano = 1030 inß P = 1030 m 3 9,8 m 2. 30 m PP = 3 0 2 820 Pa Por definição P - E T O F = P . A No equiltbrio teremos FIP - P m a n o A escotilkia F = Pman - Pescotilha F = 3 0 2 8 2 0 .0,75 m . B 0 0 N Pa F = 226815 N O Principio de stevin fornece P - P o t P g k lÜîfâp 5 o m p f f o m p goootmf : o o 0 0 5 m ' P = P o t P g h como a pressão nos dois lados do tobo são iguois , Poé anulado P = o g h Por definicão P = F = o F = P . A F = P g k . A Ä k = E - sobstitundo os valores pgh h = t 0 o o k g M 3 0 9,85 m 820 0,0005 m . h = I = a m Agora conseguimos achar x : 0, 5 zc = k t d x = 2 m + 0,8 m x = 2,8 m a ) Pelo principio de Stevin P - P o t u g h = 0,03 m Bom Fom Ezon orosmy form 00 s m ) : 0 , 0 7 m Patm = 980 imbor[ a m o a r -Po ) = 9,8.109 200 Pa Extão P = 9,8. 804 Por t 13,6. 2033. 9,85 m 2 ' 0,07 o o m P = L , 0 7 . f O 5 P a b ) yomfsom g 0 s m p = 0 , 0 u m Sabemos que P = P o t o g h P : 19,8.204 P a It 13,6. 20 m 3 (9,822. 0,04 m ) P : 1,03. 1 O 5 P a vel k = g a - g t h = B , 0 7 m - 0 , 0 3 m PzPotPgk P = 9,8. to " Port 73,6. L 0 B 9,89 0,009 m P = £,030 1 o s P a dl PghP - P o : P =13,6. 203 m 3 (9,8 m 2 ) : 0,09 m P - P o = 5 , 3 3 . 103 Pa Ps pa Pelo principio de Stevin P = Pot Pgh Por definicao P : E = o F = P . A a densidade do aguae - p = L o o o mß an por conta de ambas as soperficies possurem a mesma pressão PfzPa pelar definição FAz - F 2 a a D ) A area dr um cilindroe A = t o d ? calculo de Ase Aa 3,80 m f s o m 0,02 f = 0 , 0 3 9 m fszem somf - ) : 0,0 s m 0,53 m Az : 0 3 9 . m . 0= 0,0011 g m ? a 2 A 2 = 0,22 m " 53 substituindo em FAS = F 7 F 2 = A A J F a to F 2 = o j o o f a g m ? C gaama Iaokw FL = O , LOL 8 K N Exercicio sobre forcu de empuno O keberg flotur nor orgunr por causa da diferencer de densidade de ambos . Umo forçe de empuxt atva sobre o keberg pela arguor . Esta forço e - d a d a por Volumevisivel : Vtotal - V s o o m e r s o keberg fraçãovisível R = V t o t a l - r s u b m e Agua Vtotal P Vtotal - V s o b m e r s o = R . Vtotal R = S - N t o t a l O empuno é alado por M E = P h P = m g l mlgdeslocadog - miceberg . g PpoVs = i N t Pi VeoR - s e p W ol R = S - 9 2 7 m B =0,40 on 50% L - 2024 t m 3 $) R = F - 10001 m 3 50,08 on 8%D o PI opa a ) Pelo principio de stevin P = P o t o g h tisumtsom 0,0 s m ) = 0 , 0 s 5 m P : 780 m 3 " 9,85 m 2" 0,025 m P = 216, 43 Fma blPa = P g R s t P g h R toomtsom ookmp = o , 0 s m P 2 = 7 9 0 . 9,8.0,01 m + 9,852: 0,025 mß mß Lo aensidnae do agua P 2 = 9 2 5 Nma el Considerande que a força resultante do bloco seja o Por definição P = F = O F = P . A Ä F 2 - F s = m g PaAa - P e A L = M o (0,0 l m ) - 2 9 6 , 3 ma(0, o s m ) = Mog , 81 M . 922,2 f m a m = 0,821 l e g a densidade é - d a d a por P = P = 0,821 1 o - 3 =0 P = 8 2 t k g m 3