Questões de Concurso sobre Hidrodinâmica

Um tubo horizontal de seção variável conduz água (massa específica ρ = 1000 kg/m³ ) em escoamento laminar. A seção reta do tubo varia de A₁ = 2,00 × 10⁻³m² para A₂ = 0,80 × 10⁻³m². A diferença de pressão entre a parte larga e a parte estreita do tubo é de 5000Pa. A vazão volumétrica R_V da água, em 10^-3m³/s, é de aproximadamente:

Suponha‑se que, como a área da seção esquerda é quatro vezes maior que a área da saída, a velocidade nesse trecho é quatro vezes menor. Nesse caso, é correto afirmar que resultará em v₂ = 3,0 $\frac{m}{s}$.

Observe a figura abaixo que representa uma tubulação horizontal, na qual um fluido ideal é escoado suavemente.

Fonte: Diretoria de Ensino da Marinha - CP-PMS, 2014

A tubulação se afunila de uma área de seção transversal A₁ para uma área menor A₂. Quando a diferença de pressão (P₁ - P₂) é igual a 1600 Pa, a vazão é de (4/3000) m³/s. Quando a diferença de pressão (P₁ - P₂) alterar para 3600 Pa, é porque a vazão, em m³/s, alterou para:

Uma barra cilíndrica e homogênea, de peso P, repousa parcialmente imersa em um tanque, com 75% de seu volume imerso, conforme ilustrado na figura abaixo.

Em seguida, por meio de um fio ideal, prende-se uma das extremidades desta barra ao teto, estabelecendo-se uma nova posição de equilíbrio.

Dentre as alternativas abaixo, a figura que melhor representa essa nova posição de equilíbrio, bem como a intensidade da tensão no fio, é

Em um projeto de monitoramento ambiental, estudantes de engenharia desenvolvem um pequeno flutuador sólido e homogêneo para indicar a interface entre duas camadas de líquidos não miscíveis formadas na superfície de um rio poluído. A camada superior contém óleo, de densidade ρ₁, e a inferior contém água, de densidade ρ₂. O flutuador, de densidade ρ, encontra-se em equilíbrio, parcialmente imerso em cada camada, conforme ilustrado na Figura 4.

Figura 4 — Representação esquemática de um corpo sólido homogêneo C flutuando na interface entre dois líquidos não miscíveis; um de densidade ρ₁ na parte superior, com hachuras horizontais, e outro de densidade ρ₂ na parte inferior, com hachuras verticais indicando as regiões de diferentes densidades.

Sabendo que a fração do volume total do flutuador imersa na camada do óleo com densidade ρ₁ é f, determine essa fração em função das densidades ρ, ρ₁ e ρ₂.

Em um experimento realizado em um laboratório didático de física, desejou-se encontrar a razão μA/μB entre as massas específicas de dois líquidos, A e B. Nesse intuito, um certo corpo foi introduzido no líquido A, constatando que, no equilíbrio, o corpo passou a flutuar com metade do seu volume submerso nesse líquido. Em seguida, repetiu-se o mesmo procedimento, inserindo-se o mesmo corpo no líquido B, mas, desta vez, o corpo passou a flutuar em equilíbrio com 2/3 do seu volume submerso. A partir dessas informações, é correto afirma que

Um estudante de Física sopra, horizontal e continuamente, acima de um dos lados de um tubo em forma de U, que contém água, conforme imagem ilustrativa a seguir.

FUNCERN, 2025

Sendo assim, o nível da água, nesse lado do tubo,

Uma das aplicações dos equipamentos de ultrassom na medicina é o auxílio no diagnóstico de doenças cardíacas. Com eles, é possível avaliar o fluxo sanguíneo que parte do coração e alcança artérias importantes do corpo. O aparelho opera em repouso, posicionado próximo a uma artéria específica, emitindo uma onda sonora de frequência f e velocidade v, que incide sobre o sangue da artéria. A onda incidente se propaga em sentido oposto ao fluxo de sangue, sendo refletida por ele e, posteriormente, captada pelo próprio equipamento. O dispositivo mede a diferença Δf entre a frequência registrada e a frequência de emissão. Considere que a artéria e o coração estão na mesma altura, que v_c é a velocidade do sangue no coração, que p é sua densidade e que a velocidade do sangue na artéria é muito menor que v. Assinale a alternativa que corresponde à expressão da variação da pressão sanguínea entre a artéria e o coração.

Usinas hidroelétricas, como a usina de Itaipu, produzem eletricidade com base na energia hidráulica, ou seja, pelo aproveitamento da energia potencial gravitacional da água contida em uma represa elevada. Esta energia está presente na natureza e pode ser aproveitada em desníveis acentuados ou quedas d’água. A respeito do processo de conversão de energia nessas usinas, assinale a alternativa correta.

Um jato de água sai de uma torneira e, durante a queda, sua seção transversal diminui de A₀ para A. A distância vertical entre as duas seções é h. Admitindo escoamento incompressível, estacionário e sem perdas (Bernoulli aplicável entre as duas seções), determine a vazão Z da torneira em função de A₀, A, h e g.

Em relação ao empuxo e outras forças, assinale a alternativa correta.

Em uma aula prática de física, o professor solicitou ao Técnico de Ciências que montasse um sistema com um corpo de metal suspenso em uma mola, como na primeira parte da figura abaixo:

Figura 04

Em seguida, pediu para que o Técnico colocasse o metal em um copo com água, sem deixar que ele tocasse no fundo. Sobre o observado, é correto afirmar que:

Calcule a potência do motor de uma bomba centrífuga que trabalhará em um sistema de elevação de água, cuja vazão é 0,006 m/s, a altura manométrica é de 20 m e o rendimento da bomba 75 %. Adote valor da gravidade como 10 m/s².

Um cilindro hidráulico com diâmetro de 100 mm opera com uma pressão de 8 bar. Qual é a força que esse cilindro pode exercer?

Como parte essencial dos laboratórios didáticos, dinamômetros são utilizados para medir a força resultante em corpos. Um uso frequente desse instrumento é a medição da força resultante sobre um corpo quando suspenso no ar ou mergulhado em um fluido. Na situação ilustrada na Figura 6 abaixo, à esquerda, uma esfera é suspensa no ar, e o dinamômetro registra 10 𝑁. À direita, a mesma esfera está completamente submersa em um fluido, e o dinamômetro marca 8 𝑁.

Figura 6

Considerando que o volume da esfera é 2,5×10−4 𝑚³ e 𝑔=10 𝑚/𝑠², qual é o valor da densidade do fluido?

Um objeto, com o dobro da densidade da água, está inicialmente no fundo de uma piscina de 3 m de profundidade e encostado em uma das suas paredes laterais. Então, esse objeto é lançado obliquamente na direção da parede lateral oposta da piscina que está a 4 m de distância. A velocidade inicial desse objeto tem uma componente vertical de 4,9 m/s e uma componente horizontal de 1 m/s.

Com base nessa situação e considerando-se que a aceleração da gravidade é de g = 9,8 m/s², é correto afirmar que o objeto

Com o objetivo de observar a influência da profundidade na pressão de um líquido e determinar a densidade de líquidos não miscíveis, a professora de laboratório propôs o seguinte experimento.

Três líquidos de densidade diferentes foram dispostos em um tubo em U conforme mostra a figura a seguir.

O líquido 1 é o Hexano, de densidade desconhecida pelos alunos. O líquido 2 é a água, com densidade igual a 1 g/cm³ , e o líquido 3 é o óleo, com densidade igual a 0,9 g/cm³ .

A densidade do Hexano, em g/cm³, calculada pelos alunos, é igual a:

Para os circuitos de maratonas aquáticas realizadas em mares calmos e próximos à praia, é montado um sistema de boias que determinam o trajeto a ser seguido pelos nadadores. Uma das dificuldades desse tipo de circuito é compensar os efeitos da corrente marinha. O diagrama contém o circuito em que deve ser realizada uma volta no sentido anti-horário. As quatro boias estão numeradas de 1 a 4. Existe uma corrente marinha de velocidade $\overrightarrow{u_c}$ , cujo módulo é 30 metros por minuto, paralela à praia em toda a área do circuito. Nas arestas mais longas, o nadador precisará nadar na direção apontada pelos vetores $\overrightarrow{u_n}$ dos pontos 1 até 2 e de 3 até 4. Considere que a velocidade do nadador é de 50 metros por minuto, em relação à água, durante todo o circuito.

Nessa situação, em quantos minutos o nadador completará a prova?

Observe o comportamento de uma maçã na água doce:

A maçã flutua na água porque

Cinco cubos de arestas respectivamente a₁, = 1.0cm:; a₂ =1.2cm; a₃ =1.4cm, a₄ =1.6cm; e a₅, =1.8cm, e densidades, respectivamente, p₁: =0.9g/cm³; p₂=0.7g/cm³; p₃,=0.5g/cm³ ; p₄,=0.3g/cm³; e P₅ =0.1g/cm³; são colocadas num recipiente com água, de forma que não se toquem e flutuem. Desses cubos, o que ficará com maior volume submerso será o de aresta: