Caderno de Exercícios Resolvidos de Física - Universidade Aberta

Problema 31
Se a âncora aparenta ser 200 N mais leve dentro de água é porque é esse o valor da força de impulsão 5 que recebe da
água. Pelo princípio de Arquimedes esse valor é igual ao peso de água deslocada pela âncora e temos
= ⋅ ⇔ 200 N = 1000 kg m
m ⋅ 9,8
s ⋅ ⇔ = 2,04 × 10 m Ora como a âncora desloca um volume de água igual ao seu próprio volume, esta tem então 2,04 dm 3 de volume.
Problema 49
Sabendo o volume da âncora podemos calcular o peso desta quando tirada da água. A âncora pesará então
= = . ⋅ ⇔ = 7870 kg
m
⋅ 2,04 × 10 m ⋅ 9,8 m
s = 1,57 kN 1,6 kN
Para resolver este problema basta aplicar a equação de continuidade, vulgo conservação do caudal, 6. O caudal na
mangueira é de
= ⇔ =
2
0,019 m
⇔ =
2
72
⋅ 0,91 m
m
= 2,58 × 10
s s
À saída do borrifador temos, da equação de continuidade, o mesmo caudal. Para os 24 furos vem então
0,0013 m
= 24 ×
2
Problema 57
m
⇔ 2,58 × 10
s = 3,19 × 10 m ⋅ ⇔ = 8,1 m
s
Assumimos que o escoamento é ideal. Como tal, as equações de continuidade e de Bernoulli são válidas. Aplicando a
primeira aos pontos 1 e 2 do desenho do enunciado temos
= ⇔ = ⇔
2 ⋅ =
2 ⋅ ⇔ =
⋅ 2,5 cm m
⇔ = ⋅ 0,90
1,2 cm s
= 3,91 m/s
Fazendo a origem do potencial gravitacional ao nível do ponto 1 e aplicando agora a equação de Bernoulli nos
mesmos pontos vem
+ 1
2 + ℎ = + 1
= + 1
2
2 + ℎ ⇔ 170 000 Pa + 1
2
kg m
1000
m ⋅ 3,91
s
5 O livro de texto chama à impulsão “força de empuxo”.
6 Outro símbolo usual para o caudal, ou ‘razão de vazão’, é .
kg m
1000
m ⋅ 0,9
s
+ 0
+ 1000 kg m
m ⋅ 9,8
s ⋅ 7,6 m ⇔ = 88,3 kPa 88 kPa