Questões de Concurso Sobre hidrostática em física

Segundo Aristóteles, cada coisa no universo possui seu “lugar natural”, e tende naturalmente a voltar para este local, a menos que alguma força a impeça. Com isto, ele explicava os diferentes movimentos realizados pelos corpos (uma pedra cai porque seu lugar natural é o solo, a fumaça sobe porque seu lugar natural é o céu, e assim por diante). Assinale o conceito da Física Moderna que não está relacionado diretamente com esta ideia do “lugar natural”.

Em uma determinada pesquisa, é necessário levar à superfície uma caixa de 200 kg e 8,00 x 10^-2 m³ que se encontra no fundo do mar. Para facilitar a subida, amarra-se à caixa um balão inextensível totalmente cheio de ar. Dessa forma, o conjunto sobe com velocidade constante.

Desprezando-se o peso do balão e do ar no seu interior, bem como a viscosidade do mar, o valor aproximado do volume do balão, em m³, é

Dados aceleração da gravidade = 10,0 m-s^~2

densidade da água do mar = 1,00 x 10³ kg-m ³

A figura abaixo representa um manômetro de tubo em U preenchido com mercúrio.

Dados:

P₀ = 1,02 × 10⁵ Pa (pressão atmosférica)

g = 9,81 N/kg (campo grav. Terra)

h = 10 cm

ρ_Hg = 13,6 g/cm³

Qual é a pressão medida do gás, em Pa, no interior do balão A desse manômetro?

Um objeto sólido, com massa igual a 10 kg, é suspenso verticalmente por uma mola perfeitamente elástica (que obedece a lei de Hooke), e se encontra na posição de equilíbrio mecânico quando a mola está distendida de 20 cm em relação ao seu tamanho normal. Ao se imergir o sistema massa-mola na água, a posição de equilíbrio do objeto passa a ocorrer com a mola distendida 10 cm em relação à sua posição normal.

Considerando que a densidade da água seja e que a aceleração da gravidade seja assinale a opção que apresenta o volume do objeto, em litros.

Para um reservatório de água aberto na superfície, determine a velocidade do jato de água na saída inferior do reservatório quando ele estiver cheio e com nível constante, sabendo que a saída está 5 metros abaixo do nível da água e adotando como massa específica da água 1000 kg/m³ e g = 10m/s² . Equação da energia:

Em mecânica dos fluidos, como é definida a relação entre volume e tempo que representa a rapidez com a qual um volume escoa?

Para um reservatório de água aberto na superfície e utilizado para o abastecimento de uma região da cidade, determine a pressão hidrostática produzida no fundo do reservatório quando ele estiver cheio, sabendo que a sua altura é de 8 metros e adotando como peso específico da água 10000N/m³ .

No projeto de uma estação de tratamento e abastecimento de água, está previsto a construção de um reservatório apoiado sobre o solo. O reservatório tem base quadrada de 5 metros de lado e altura de 2 metros, sendo seu peso de 125kN quando vazio. O reservatório pode ser preenchido com água potável, cuja massa específica é 1000kg/m³ . Adote g = 10m/s² e determine a pressão que esse reservatório pode exercer no solo que o apoia. Despreze a espessura das paredes do reservatório.

A água flui continuamente de um tanque aberto. A altura de um ponto da superfície livre do líquido, ponto 1 da figura, ao nível do solo plano e horizontal é de 12,0m. O ponto 2 da figura, localizado na saída do reservatório, encontra-se a 2,2m do nível do solo. A área da seção reta do tubo no ponto 2 é de 200cm² . O diâmetro do tanque é muito maior que o diâmetro do tubo por onde a água está escoando. Considere g=9,8m/s² e a densidade da água igual a 1,00x103 kg/m³ . Supondo que a equação de Bernoulli seja aplicável nessa situação, determine a vazão volumétrica no ponto 2.

Um cano cilíndrico encontra-se no chão de uma casa e possui um diâmetro d. O cano transporta água a uma pressão de 10 atm e velocidade 2m/s. Num determinado ponto, o cano estreita o seu diâmetro para d/2. Considerando que a densidade da água vale 1000kg/m³, podemos afirmar que a pressão da água na parte estreita do cano vale aproximadamente:

Uma esfera maciça de densidade d₁ e massa m se encontra dentro de um recipiente que contém um líquido de densidade d₂ , de modo que d₂ =4.d1 . A esfera está presa no fundo deste recipiente por um fio. A distância da esfera até a superfície do líquido é H. Considere que o diâmetro da esfera é muito menor que H. Se o fio for cortado, desconsiderando as forças de viscosidade entre o líquido e a esfera e que aceleração da gravidade é g, podemos afirmar que o tempo gasto para que a esfera chegue até a superfície do líquido é dado pela expressão:

Considere que um trabalhador possa aplicar uma força de 20 N em um elevador manual projetado para elevar uma carga de 100 kg. Nesse caso, a utilização de um sistema hidráulico permite ao trabalhador acionar

Em uma campanha experimental em um rio, de largura 11,9 m, obteve-se o perfil batimétrico da seção transversal ilustrado na figura a seguir

Nessa campanha, foram medidos: a profundidade (h_i), a velocidade média da corrente (v_i), o volume da amostra da água do rio com velocidade de trânsito do amostrador constante (Vol_i) e as concentrações de sólidos suspensos (Css_i) das amostras coletadas nos pontos de medição, conforme tabela a seguir.

Isto posto, a concentração de sólidos suspensos média na seção do rio, em mg/L, vale:

A figura a seguir ilustra um experimento de um laboratório didático, constituído de uma panela de pressão, uma placa aquecedora, um manômetro de mercúrio e um termômetro.

A conexão entre a panela de pressão e o manômetro é um capilar muito fino, que praticamente não permite a passagem de calor. Assim, o manômetro se mantém à temperatura ambiente qualquer que seja a temperatura do gás na panela. O manômetro propriamente é feito de dois capilares de vidro verticais unidos por uma pequena mangueira flexível, contendo mercúrio. O volume total do manômetro é desprezível perto do volume da panela de pressão. Chamaremos de “h” a diferença de altura entre os níveis de mercúrio do lado esquerdo e direito do manômetro, sendo que o lado direito está aberto para a atmosfera:  

                            

Suponha que o volume útil da panela seja 1 litro e se mantenha constante durante o experimento. Suponha também que “h” é zero quando o gás está à temperatura ambiente (300 K).

Qual a relação entre a variação de altura “Δh” do manômetro para uma dada variação de temperatura “ΔT” do gás? (Para este cálculo, a densidade do mercúrio deve ser tomada aproximadamente constante e igual a 13,33 kg/l, g= 10 m/s² e P_atm=10⁵ N/m² ).  

Conforme figura a seguir um gás escoa em regime permanente no trecho de tubulação. Na seção (1), tem-se área A1 = 40 cm², Massa específica ρ1 = 8 kg / m³ e velocidade v1 = 60 m/s. Na seção (2), área A2 = 20 cm² e Massa específica ρ2 = 24 kg/m³. Assinale a alternativa correta que indica a velocidade na seção (2):

Avalie as afirmações que seguem com base no tema “Mecânica dos fluidos”. I. Para determinar a perda de carga em um escoamento completamente desenvolvido sob condições conhecidas, o número de Reynolds não é o parâmetro a ser avaliado. II. Se um objeto estiver imerso em um líquido ou flutuando em uma superfície, a força líquida vertical agindo sobre ele devido à pressão do líquido é denominada empuxo. III. O número de Reynolds em tubo não pode ser mudado com facilidade, pois varia a velocidade média do escoamento. Está correto o que se afirma em:

Avalie as afirmações que seguem com base no tema “Mecânica dos fluidos”. I. Os escoamentos nos quais as variações na massa específica são desprezíveis denominam-se incompressíveis. II. O golpe de aríete, ou martelo hidráulico, não é causado pela propagação e pela reflexão de ondas acústicas em um líquido confinado. III. As bolhas de vapor em um escoamento de líquido podem alterar substancialmente a geometria do campo de escoamento, o que pode causar sérios danos por erosão nas superfícies do material. Está correto o que se afirma em: