Universidade Federal de Campina GrandeUnidade Acadêmica de FísicaPRIMEIRA LISTA DE EXERCÍCIOS – FÍSICA II

1. Uma janela de escritório possui as dimensões 3,4m por 2,1m. Em conseqüência da passagem de uma tempestade, a pressão do ar externo cai para 0,96atm, mas no interior a pressão é mantida a 1,0atm. Qual a força resultante que empurra a janela para fora?

2. Um peixe mantém a sua profundidade em água doce ajustando a quantidade de ar em ossos porosos ou em bexigas de ar para fazer a sua massa específica média igual á da água. Suponha que, com as suas bexigas de ar murchas um peixe tenha uma massa específica de 1,08g/cm3. Até que fração do seu volume de corpo expandido o peixe deve inflar as bexigas de ar para reduzir a sua massa específica até a da água?

3. Dois vasos cilíndricos idênticos com suas bases no mesmo nível contêm um líquido com uma massa específica ρ. A área de cada base é A, mas em um vaso a altura de líquido é h1

e no outro é h2. Determine o trabalho realizado pela força gravitacional ao igualar os níveis quando os dois vasos estiverem interligados.

4. Um objeto cúbico de dimensão L = 0,6m de lado e massa M = 450,0kg é suspenso por um fio em um tanque aberto com líquido de densidade ρ = 1030,0kg/m3. (a) Determine a intensidade da força total para baixo, exercida pelo líquido e pela atmosfera sobre a parte de cima do objeto, supondo que a pressão atmosférica seja de 1,00atm. (b) Determine a intensidade da força total para cima sobre o fundo do objeto. (c) Determine a tração na corda. (d) Calcule a intensidade da força de empuxo sobre o objeto usando o princípio de Arquimedes. Qual a relação existente entre todas estas grandezas?

5. Uma esfera oca, de raio interno igual a 8,0cm e raio externo igual a 9,0cm, flutua submersa pela metade em um líquido de massa específica 800,0kg/m3. (a) Qual a massa da esfera? (b) Calcule a massa específica do material do qual é feita a esfera.

6. Uma mangueira de jardim com um diâmetro interno de 1,9cm está ligada a um irrigador (parado) que consiste simplesmente em uma carcaça com 24 furos, cada um com 0,13cm de diâmetro. Se a água na mangueira possuir uma velocidade 0,91m/s, a que velocidade ela sairá dos furos do irrigador?

L/2

L

7. A água está escoando com uma velocidade de 5,0m/s através de uma tubulação com uma área de seção transversal de 4,0cm2. A água desce gradativamente 10m enquanto a tubulação aumenta de área para 8,0cm2. (a) Qual a velocidade no nível mais baixo? (b) Se a pressão no nível mais elevado for de 1,5 × 105Pa, qual será a pressão no nível mais baixo?

8. Um tanque de grande área é cheio de água a uma profundidade de 0,30m. Um buraco de área A = 6,5cm2 no fundo do tanque permite que a água seja drenada para fora. (a) Qual a vazão de saída da água, em metros cúbicos por segundo? (b) A que distância abaixo do fundo do tanque a área da seção transversal da corrente de água é igual à metade da área do furo?

9. O ar escoa sobre a parte do alto de uma asa de um avião de área A com velocidade va e pelo lado de baixo da asa (também de área A) com uma velocidade vb. Mostre que nesta situação simplificada a equação de Bernoulli prevê que a intensidade L da força de sustentação dirigida para cima sobre a asa será

onde ρ é massa específica do ar.

10. Um tanque está cheio da água até uma altura H. Faz-se um furo em uma das paredes a uma profundidade h abaixo da superfície da água. (a) Mostre que a distância x da base do tanque até o ponto no qual a corrente resultante atinge o chão é dada por

(b) Seria possível fazer um furo em outra profundidade para produzir uma segunda corrente que tivesse o mesmo alcance? Se possível em que profundidade? (c) A que profundidade deveria ser colocado o furo para fazer com que a corrente de saída atingisse o chão a uma distância máxima da base do tanque?

H

h v

x