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LISTA DE EXERCÍCIOS
Questão 1. Responda as questões abaixo:
- Que tipo de forças atuam nos fluidos estáticos.
- Quando um elemento de fluido encontra-se em repouso.
- Qual o significado de pressão.
- Qual o significado e o equacionamento da Lei de Pascal.
- Como muda verticalmente a pressão num fluido e de que depende.
- Como muda horizontalmente a pressão num fluido.
- Apresente e explique a equação geral para a variação de pressão num fluido estático.
- Como varia a pressão com a altura no caso de fluidos compressíveis.
- Explique os significados de pressão atmosférica, pressão absoluta, pressão relativa, pressão manométrica, pressão barométrica e pressão vacuometrica.
- Dê exemplos de instrumentos que medem pressão relativa e instrumentos que medem pressão absoluta.
Questão 2. Responda as questões abaixo:
- Quais as principais diferenças entre líquidos e gases.
- Que especifica a lei da viscosidade de Newton.
- Qual a equação que representa a lei da viscosidade de Newton. 5 Qual a principal característica dos fluidos Newtonianos.
- Qual a principal característica dos fluidos não-Newtonianos.
- Apresente exemplos de fluidos não-newtoninos.
- Quais as principais propriedades dos fluidos estudadas no presente curso.
Questão 3. O ponto mais profundo conhecido nos oceanos é 11.034 metros no Mariana Trench no Pacífico. Nessa profundidade o peso específico da água do mar é aproximadamente de 10.520 N/m^2. Na superfície, γ = 10.050 N/m^2. Calcule a pressão absoluta nessa profundidade.
Questão 4. Um tanque fechado contém 1,5 m de óleo SAE 30, 1 m de água , 20 cm de mercúrio e um espaço de ar no topo, tudo a 20° C. A pressão absoluta no fundo do tanque é 60 kPa, Qual é a pressão no espaço do ar?
Questão 5. Na figura abaixo, o tanque contém água e óleo imiscíveis a 20° C. Qual é o valor de h em cm se a massa específica do óleo é de 898 kg/cm^2.
Questão 6. Na figura abaixo, as superfícies da água e da gasolina a 20° C estão abertas à atmosfera e na mesma elevação. Qual é a altura h do terceiro líquido no ramo da direito?
Questão 7. O tubo V simétrico na figura abaixo contém água estática e ar a 20° C. Qual é a pressão do ar na parte fechada do ponto B?
Questão 8. O sistema da figura abaixo está a 20° C. Se a pressão no ponto A é de 90.973 Pa, determine as pressões nos pontos B, C e D em Pa.
Questão 9. O sistema da figura abaixo está a 20° C. Se a pressão atmosférica é de 101,33 kPa e a pressão no fundo do tanque é de 242 kPa, qual é a densidade do fluido X?
Questão 10. O macaco hidráulico da figura abaixo está cheio com óleo a 8.797 N/m^3. Desprezando o peso dos dois pistões, qual a força F que é necessária na alavanca para suportar o peso de 8.900 N indicado no desenho?
Questão 14. Considere o escoamento de água para cima em um tubo inclinado de 30 °, como na figura abaixo. O manômetro de mercúrio indica h = 12 cm. Ambos os fluidos estão a 20° C. Qual a diferença de pressão p 1 - p 2 no tubo?
Questão 15. Na figura abaixo, o tanque e o tubo estão abertos para a atmosfera. Se L = 2,13 m, qual é o ângulo de inclinação θ do tubo?
Questão 16. O manômetro inclinado da figura abaixo contém óleo manométrico vermelho Meriam d = 0,827. Considere que o reservatório seja muito grande. Se o abraço inclinado tiver graduações a cada 25 mm, qual deve ser o ângulo θ se cada graduação corresponde a 48 Pa de pressão manométrica para pA?
Questão 17. Na figura abaixo as pressões em A e B são a mesmas, 100 kPa. Se for colocada mais água em A para aumentar pA para 130 kPa, determine e desenhe as novas posições dos meniscos de mercurio. O tubo de conexão tem um diâmetro uniforme de 1 cm. Considere que não haja mudança nas densidades dos líquidos.
Questão 18. O sistema da figura abaixo está a 20 °C. Calcule a pressão absoluta no ponto A em Pa.
Questão 19. Na figura abaixo ambas as extremidades do manômetro são abertas à atmosfera. Calcule a densidade do fluido X.
Questão 20. Diferenças de pressão muito pequenas pA - pB podem ser medidas com precisão pelo manômetro diferencial de dois fluidos da figura abaixo. A massa específica ρ 2 é apenas ligeiramente maior do que a massa específica do fluido superior ρ1. Deduza uma expressão para a proporcionalidade entre h e pA - pB se os reservatórios forem muitos grandes.
Questão 21. O sistema da figura abaixo está aberto a 1 atm no lado direito. (a) Se L= 120 cm, qual é a pressão do ar no recipiente A? (b) Inversamente, se pA = 135 kPa, qual é o comprimento L?
Questão 26. A barragem da figura abaixo é um quarto de círculo com largura de 50 m. Determine os componentes horizontal e vertical da força hidrostática contra a barragem e o ponto CP em que a resultante atinge a barragem.
Questão 27. Determine (a) a força hidrostática total sobre a superfície curva AB da figura abaixo e (b) sua linha de ação. Despreze a pressão atmosférica e considere a superfície com largura unitária.
Questão 28. A comporta BC em forma de um quarto de círculo da figura abaixo é articulada em C. Encontre a força horizontal P necessária para manter a comporta parada. Despreze o peso da comporta.
Questão 29. Uma esfera de 0,6 m de diâmetro, pesando 1.780 N, fecha um furo de 0,3 m de diâmetro no fundo do tanque da figura abaixo. Calcule a força F necessária para desalojar a esfera do furo.
Questão 30. Um bloco sólido, de densidade 0,9, flutua de forma que 75% de seu volume está dentro da água e 25 % está dentro do fluido X, que está sobre a água. Qual é a densidade do fluido X?
Dados para resolução dos exercícios:
Fluido Peso específico a 20 °C (N/m^3 ) Massa específica (kg/m^3 ) 20 °C Ar 11,8 1, Óleo SAE 30 8.720 891 Água 9790 998 Água do mar 10.050 1025 Glicerina 12.360 1. Mercúrio 133.100 13. Gasolina 720 680 Alcool etílico 7.733 789
Nota: Para calculo de momento de inércia e produto de inércia pesquisem livros de mecânica de sólidos.
