Lista de Exercícios Unidade2
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3) Os dois tanques abertos mostrados na Fig. a baixo têm a mesma área inferior, mas com
formatos diferentes. Quando a profundidade, h, de um líquido nos dois tanques é o mesmo, a
pressão no fundo dos dois tanques será o mesmo de acordo com a Eq. 2.7. No entanto, o peso
do líquido em cada um dos tanques é diferente. Como você explica esse aparente paradoxo?
4) O tubo mostrado na figura está cheio com mercúrio a 20°C. Calcule a força aplicada no
pistão.
Manometria
Universidade Federal de Santa Catarina
Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Fenômenos de Transporte EMC 5425
Professor: Pedro Veras Guimarães
6) Um manômetro indicou uma pressão de 0,25 MPa nos pneus frios do seu carro em uma
altitude de 3.500 m sobre uma montanha. Qual é a pressão absoluta nos pneus? Com a
descida até o nível do mar, os pneus foram aquecidos até 25 oC. Que pressão o manômetro
indica nesta condição? Considere a Atmosfera-Padrão Americana.
10) O manômetro de mercúrio da Figura indica uma leitura diferencial de 0,30 m quando a
pressão no tubo A é de vácuo de 30 mm Hg. Determine a pressão no tubo B.
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Disciplina: Fenômenos de Transporte EMC 5425
Professor: Pedro Veras Guimarães
12) A figura a baixo mostra o corte transversal de uma comporta que apresenta massa igual a
363 kg. Observe que a comporta é articulada e que está imobilizada por um cabo. O
comprimento e a largura da placa são respectivamente iguais a 1,2 e 2,4 m. Sabendo que o
atrito na articulação é desprezível, determine a tensão no cabo.
13) A figura a baixo mostra o corte transversal de um tanque aberto que apresenta uma
parede separadora interna. Observe que a partição da direita contem gasolina e a outra
contem água. Sabendo que a massa específica da gasolina é igual a 700 kg/m 3, determine a
altura da superfície livre da água para que a comporta saia da condição de equilíbrio indicada.
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Disciplina: Fenômenos de Transporte EMC 5425
Professor: Pedro Veras Guimarães
14) A comporta quadrada (1,83 m X 1,83 m) mostrado na figura a baixo pode girar livremente
em torno do vínculo indicado. Normalmente é necessário aplica uma força P na comporta para
que ela fique imobilizada. Admitindo que o atrito no vínculo é nulo, determine a altura da
superfície livre da água, h, na qual o módulo da força P é nulo.
15) Um dique de concreto, com peso específico de 23,6 kN/m 3 é utilizado para reter o avanço
do mar em Veneza. A Figura a baixo tem uma superfície curva que restringe a água do mar a
uma profundidade de 7,3 m. O traço da superfície é uma parábola, conforme ilustrado.
Determine o momento da força com que o fluido atua na superfície molhada do dique em
relação ao eixo horizontal que passa pelo ponto A.
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Departamento de Engenharia Mecânica
Disciplina: Fenômenos de Transporte EMC 5425
Professor: Pedro Veras Guimarães
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Empuxo e flutuação
16) Quantifique o enunciado, “Somente a ponta de um iceberg aparece (na água do mar)”.
17) Quantifique o experimento realizado por Arquimedes para identificar o material da coroa
do Rei Hiero. Suponha que você possa medir o peso da coroa do rei no ar, W ar, e também o
peso na água, WH2O. Expresse a densidade relativa da coroa como uma função desses valores
medidos.
18) O lago formado pela construção da barragem de Tucurui cobriu uma vasta região onde
existiam muitas árvores nobres. No entanto, não houve muito tempo para remover todas
essas árvores antes do início da formação do lago. 15 anos mais tarde foi observado que a
madeira ainda estavam em bom estado de conservação. E pessoas iniciaram uma operação
para removê-las. O primeiro passo consiste em fixá-las ao fundo por meio de âncoras e cabos.
O segundo passo consiste em cortar o tronco das raízes. A ancoragem é necessária para evitar
que o tronco das árvores cheguem com muita velocidade na superfície. Assuma que uma
árvore grande tenha 30 m de altura e possa ser modelada com um tronco que cone, com
diâmetros superior e inferior iguais a 2,4 e 0,6 m. Determine o módulo da componente vertical
resultante que os cabos devem resistir quando a árvore for cortada e ainda está
completamente submersa. Admita que a densidade da madeira é igual a 0,6.
20) Uma bolha de hidrogênio na água possui um diâmetro típico de d = 0,025 mm. A bolha
tendem a subir lentamente na água por causa do empuxo; eventualmente, elas atingem uma
velocidade terminal em relação à água. A força de arrasto da água sobre a bolha é dada por FD
= 3πμVd, em que μ é a viscosidade da água e V é a velocidade da bolha relativa à água.
Determine a força de empuxo que atua sobre uma bolha de hidrogênio imersa na água. Estime
a velocidade terminal de uma bolha em ascensão na água.
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Disciplina: Fenômenos de Transporte EMC 5425
Professor: Pedro Veras Guimarães
Bibliografia:
1. Fox, Robert W., Introdução a mecânica dos fluidos, LTC, 2006
2. Munson, Brce R., Fundamentos da mecânica dos fluídos, Editora Edgard Blucher, 2004;