LISTA EXERCICIOS HIDRODINAMICA FAG PROF. ALOISIO

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1 1. Um recipiente cilíndrico de 40 litros está cheio de água. Nessas condições, são necessários 12 segundos para se encher um copo d água através de um pequeno orifício no fundo do recipiente. Qual o tempo gasto, em segundos, para se encher o mesmo copo d água quando temos apenas 10 litros d água no recipiente? Despreze a pequena variação no nível da água, quando se está enchendo um copo de água. 2. A tragédia de um voo entre o Rio de Janeiro e Paris pôs em evidência um dispositivo, baseado na equação de Bernoulli, que é utilizado para medir a velocidade de um fluido, o chamado tubo de Pitot. Esse dispositivo permite medir a velocidade da aeronave com relação ao ar. Um diagrama é mostrado na figura. No dispositivo, manômetros são usados para medir as pressões p A e p B nas aberturas A e B, respectivamente. Considere um avião voando em uma região onde a densidade do ar é igual a 0,60 kg/m 3 e os manômetros indicam p A e p B iguais a 63630,0 N/m 2 e a 60000,0 N/m 2, respectivamente. Aplique a equação de Bernoulli nessa situação e determine a velocidade do avião com relação ao ar. 3. As figuras representam seções de canalizações por onde flui, da esquerda para a direita, sem atrito e em regime estacionário, um líquido incompressível. Além disso, cada seção apresenta duas saídas verticais para a atmosfera, ocupadas pelo líquido até as alturas indicadas. As figuras em acordo com a realidade física são a) II e III. b) I e IV. c) II e IV. d) III e IV. e) I e III. 4. Um tanque de uma refinaria de petróleo deve ser preenchido com m 3 de óleo. Esse processo será realizado por um navio petroleiro que está carregado com m 3 de óleo. Sabendo que a vazão de transferência de óleo do navio para o tanque é igual a 100 litros por segundo, estime a quantidade de dias necessários para a conclusão da transferência. a) 1 b) 2

2 c) 3 d) 4 e) 5 5. Movida pela energia solar, a água do nosso planeta é levada dos oceanos para a atmosfera e, então, para a terra, formando rios que a conduzem de volta ao mar. Em um rio ou tubulação, a taxa correspondente ao volume de água que flui por unidade de tempo é denominada vazão. Se a água que flui por uma mangueira enche um recipiente de 1L em 20s, a vazão nessa mangueira, em m 3 /s, é a) 5 x b) 2 x c) 5 x d) 20. e) Considere uma torneira mal fechada, que pinga com um fluxo volumétrico de meio litro por dia, embaixo da qual há um tanque de dimensões (40 cm) x (30 cm) x (10 cm). Desprezando as perdas de água por evaporação, é correto afirmar que o tanque a) transbordará, se a torneira não for completamente fechada ao final do vigésimo quarto dia. b) atingirá a metade da sua capacidade total, se a torneira for fechada no final do oitavo dia. c) atingirá ¼ da sua capacidade total, se a torneira for fechada no final do quarto dia. d) atingirá 4x10 3 cm 3, se a torneira for fechada no final do quinto dia. e) atingirá 0,025 m 3, se a torneira for fechada no final do décimo sexto dia. 7. Uma torneira é usada para controlar a vazão Ö da água que sai de um determinado encanamento. Essa vazão (volume de água por unidade de tempo) relaciona-se com a diferença de pressão dos dois lados da torneira (ver figura) pela seguinte expressão: P 1 - P 0 = Z Ö Nesta expressão, Z é a resistência ao fluxo de água oferecida pela torneira. A densidade da água é 1, kg/m 3 e a pressão atmosférica P 0 a é igual a 1, N/m 2. a) Qual é a unidade de Z no Sistema Internacional? b) Se a torneira estiver fechada, qual será a pressão P 1? c) Faça uma estimativa da vazão de uma torneira doméstica, tomando como base sua experiência cotidiana. A partir dessa estimativa, encontre a resistência da torneira, supondo que a diferença de pressão (P 1 - P 0 ) seja igual a 4, N/m 2.

3 8. A arteriosclerose consiste no estreitamento dos vasos sanguíneos devido, principalmente, ao acúmulo de placas de gordura nas paredes desses vasos. A figura representa esquematicamente essa situação. A, B e C representam três seções retas e contêm, respectivamente, os pontos A, B e C, que se encontram no mesmo nível. Considerando o sangue como um fluido ideal, que escoa em regime estacionário, marque verdadeira (V) ou falsa (F) em cada afirmativa a seguir. ( ) O módulo da velocidade do sangue em A é igual ao módulo da velocidade do sangue em C. ( ) A pressão do sangue em B é maior que a pressão do sangue em A. ( ) A vazão do sangue em B é menor que a vazão do sangue em A. A sequência correta é a) V F V. b) F F V. c) V V F. d) F V V. e) V F F. 9. Observe as figuras a seguir. Com base nos esquemas físicos apresentados nas figuras, considere as afirmativas a seguir. I - A figura I mostra dois copos contendo suco de laranja à mesma altura. Independentemente do formato dos copos, a pressão no ponto A é igual à pressão no ponto B. II - A figura II mostra um tubo em forma de "U" contendo dois líquidos que não se misturam. No ramo da esquerda, tem-se óleo de soja e, no da direita, água. A pressão no ponto A é igual à pressão no ponto B.

4 III - A figura III mostra dois líquidos de viscosidades diferentes escorrendo através de um capilar: o suco de laranja, menos viscoso, escorre em A, ao passo que o xarope de milho, mais viscoso, escorre em B. IV - A figura IV mostra um liquido em escoamento no sentido do ponto A para o ponto B. Apesar de a velocidade de escoamento no ponto A ser maior do que a velocidade de escoamento no ponto B, a pressão no ponto A é menor que a pressão no ponto B. Assinale a alternativa CORRETA. a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e III são corretas. c) Somente as afirmativas II e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, III e IV são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas. 10. Observe a figura que representa um vaporizador simples. Sabendo que, normalmente, o herbicida líquido é vaporizado sobre a plantação, um jato de ar, passando por A, ocasiona, nesse ponto, um na pressão quando comparado com B, onde o ar está. Então, o líquido sobe pelo conduto porque sempre se desloca da pressão. Assinale a alternativa que completa corretamente as lacunas. a) acréscimo - em movimento - menor para a maior b) abaixamento - em movimento - maior para a menor c) acréscimo - praticamente parado - menor para a maior d) acréscimo - em movimento - maior para a menor e) abaixamento - praticamente parado - maior para a menor

5 Gabarito: Resposta da questão 1: 24 s. Resposta da questão 2: v 110 m / s 0,6 0,6 v 396 km / h. Resposta da questão 3: [A] Resposta da questão 4: Resposta da questão 5: [C] Resposta da questão 6: [A] O volume do tanque é: 3 V dm 12 L. A vazão é Z = 0,5 L/dia. Mas: Z Z 12 V t t V 0,5 t 24 h. Resposta da questão 7: a) m 1 kg. P P N m s m m s m s b) P P gh 1,0 10 1, ,5 10 N / m P Z Z U(Z) U kg / m s c) Vazão estimada um copo de 250mL 5s 3 3 volume m / s tempo 5 P P Z Z 8,0 10 kg / m s 5 Resposta da questão 8: Resposta da questão 9: [D] Resposta da questão 10: