LISTA DE EXERCÍCIOS. Questão 1. Responda as questões abaixo:

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS Questão 1. Responda as questões abaixo: 1. Que tipo de forças atuam nos fluidos estáticos. 2. Quando um elemento de fluido encontra-se em repouso. 3. Qual o significado de pressão. 4. Qual o significado e o equacionamento da Lei de Pascal. 5. Como muda verticalmente a pressão num fluido e de que depende. 6. Como muda horizontalmente a pressão num fluido. 7. Apresente e explique a equação geral para a variação de pressão num fluido estático. 8. Como varia a pressão com a altura no caso de fluidos compressíveis. 9. Explique os significados de pressão atmosférica, pressão absoluta, pressão relativa, pressão manométrica, pressão barométrica e pressão vacuometrica. 12. Dê exemplos de instrumentos que medem pressão relativa e instrumentos que medem pressão absoluta. Questão 2. Responda as questões abaixo: 1. Quais as principais diferenças entre líquidos e gases. 2. Que especifica a lei da viscosidade de Newton. 4. Qual a equação que representa a lei da viscosidade de Newton. 5 Qual a principal característica dos fluidos Newtonianos. 6. Qual a principal característica dos fluidos não-newtonianos. 7. Apresente exemplos de fluidos não-newtoninos. 8. Quais as principais propriedades dos fluidos estudadas no presente curso. Questão 3. O ponto mais profundo conhecido nos oceanos é metros no Mariana Trench no Pacífico. Nessa profundidade o peso específico da água do mar é aproximadamente de N/m 2. Na superfície, γ = 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?

2 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 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 N/m 3. Desprezando o peso dos dois pistões, qual a força F que é necessária na alavanca para suportar o peso de N indicado no desenho?

3 Nota: considerar a distância de 25 mm entre os dois pinos da alavanca. E a distância de 380 mm entre onde é aplicada a força F e o pino da alavanca. Questão 11. Na figura abaixo todos os fluidos estão a 20 C. Determine a diferença de pressão (Pa) entre os pontos A e B. Questão 12. Para o manômetro invertido da figura abaixo, todos os fluidos estão a 20 C. Se p b - p a = 97 kpa, qual deve ser a altura H em cm? Questão 13. Na figura abaixo a pressão no ponto A é de 172,37 kpa. Todos os fluidos estão a 20 C. Qual é a pressão do ar na câmara B, em Pa?

4 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 p A? 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 p A 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.

5 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 p A - p B 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 ρ 1. Deduza uma expressão para a proporcionalidade entre h e p A - p B 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 p A = 135 kpa, qual é o comprimento L?

6 Questão 22. A comporta AB da figura abaixo tem 1,5 m de largura, está articulada em A e limitada por um limitador B. A água esta a 20 C. Calcule (a) a força no limitador B e (b) as reações em A se a profundidade da água é h = 2,85 m. Questão 23. Na figura acima, a comporta AB tem 1,5 m de largura e o limitador B irá quebrar se a força for igual a N. Para qual profundidade de água essa condição é alcançada. Questão 24. A comporta AB tem comprimento L e largura b, está articulada em B e tem peso desprezível. O nível h do líquido permanece no topo da comporta para qualquer ângulo θ. Encontre uma expressão analítica para a força P, perpendicular a AB, necessária para manter a comporta em equilíbrio na figura abaixo. Questão 25. A comporta AB da figura abaixo é uma massa homogênea de 180 Kg, 1,2 m de largura, é articulada em A e está apoiada sobre um fundo liso em B. Todos os fluidos estão a 20 C. Para qual profundidade h da água a força no B será zero?

7 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 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.

8 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 1,20 Óleo SAE Água Água do mar Glicerina Mercúrio Gasolina Alcool etílico Nota: Para calculo de momento de inércia e produto de inércia pesquisem livros de mecânica de sólidos.