Questões de Concurso sobre Hidrodinâmica

A massa específica do objeto (ρ_o) pode ser determinada pela equação ρ_o =$\left(\frac{w-w_{ap}}{w}\right)x$ ρ_agua, em que w é o peso do objeto no ar e w_ap é o peso aparente.

Com base na Mecânica de Fluidos, relacione a Coluna 1 à Coluna 2, associando as equações às situações descritas.

Coluna 1

1. Equação de Navier-Stokes.

2. Equação da Continuidade.

3. Equação de Bernoulli.

Coluna 2

( ) Aplicação do princípio da conservação da quantidade de movimento linear a um fluido newtoniano.

( ) Quando aplicada para um fluido newtoniano, com viscosidade desprezível e com escoamento incompressível, resulta na equação de Euler.

( ) Somente pode ser aplicada para um fluido newtoniano, com viscosidade desprezível, com escoamento incompressível, em regime permanente, em um sistema conservativo, sem variação de energia interna e ao longo de uma linha de corrente.

( ) Aplicação do princípio da conservação de massa para fluidos incompressíveis, com viscosidade desprezível e em regime permanente de escoamento.

A ordem correta de preenchimento dos parênteses, de cima para baixo, é:

Qual é a vazão de ar de um ventilador que tem diâmetro de 550 mm e velocidade média de 6,5 m/s?

Qual é a área total que uma grelha de descarga deve ter para ser utilizada com uma vazão de 55.000 m³/h, de forma que a velocidade máxima não exceda 2,5 m/s, considerando uma área efetiva de 30%?

Considere-se que, no oceano, a pressão hidrostática aumente aproximadamente 1 atm a cada 10 m de profundidade. Considere-se, também, que um submarino se encontre a 200 m de profundidade e que a pressão do ar em seu interior seja de 1 atm. Com base nessa hipótese, conclui-se que a diferença de pressão entre o interior e o exterior do submarino é inferior a 19 atm.

Um corpo flutuante apresentará estabilidade linear sempre que um pequeno deslocamento em qualquer direção gere um desequilíbrio de forças que devolva o corpo à sua posição inicial.

O fenômeno da flutuação do corpo humano em águas muito salgadas está relacionado ao aumento da força de empuxo causado pelo aumento da densidade da água, em virtude da elevada concentração de sal na água.

A pressão no fundo dos tanques somente será idêntica se $\rho$₂ possuir valor igual a $\rho$₁/2.

As pressões P nos pontos localizados à altura h = 0, em cada recipiente, satisfazem a relação P_A > P_C > P_B > P_D, em que A, B, C e D correspondem, respectivamente, aos recipientes identificados por (A), (B), (C) e (D).

Qualquer área acima de 0,5 m² é suficiente para que uma pessoa com massa corporal de 50 kg consiga levantar o veículo.

Para que a água de uma mangueira atinja a altura de um prédio de 70 m, é necessária uma bomba que forneça a seguinte pressão:

A figura a seguir representa vasos comunicantes indeformáveis que possuem diâmetros iguais e um líquido (densidade μ) que está em repouso. Do lado esquerdo há uma amostra confinada de gás ideal que exerce uma pressão sobre a superfície do líquido, enquanto que do lado direito a superfície desse mesmo líquido está sujeito a pressão atmosférica (p_o).

Após uma expansão volumétrica do gás, e ainda mantendo a pressão final da amostra de gás (p_gf) menor do que a pressão atmosférica (p_o), assinale a alternativa que indica corretamente a expressão da diferença p_o-p_gf quando o líquido atingir o repouso.

Considere que

1 – os vasos comunicantes estão em um local cujo módulo da gravidade é igual a “g”;

2 – antes da expansão volumétrica a diferença entre níveis é igual a “h”;

3 – após a expansão, o deslocamento do nível do líquido é igual a “y”;

4 – a pressão atmosférica p_o é constante.

Uma canoa amarrada ao ponto P, em um rio, solta-se e é levada pela correnteza das águas. A correnteza tem uma velocidade paralela e módulo constante igual a V_R, em relação à margem do rio. Após um intervalo de tempo igual a Δt, o dono da canoa parte do ponto P ao seu encalço com uma lancha que se desloca com uma velocidade paralela e de módulo constante igual a V_L, em relação à correnteza. Quando ele alcança a canoa, imediatamente a prende e inverte o sentido do movimento da lancha para retornar ao ponto P também com uma velocidade paralela e de módulo constante igual a V_L, em relação à correnteza. Podemos afirmar que o intervalo de tempo entre o instante em que o dono alcança a canoa e o instante em que ele chega ao ponto P é:

Num local em que a aceleração da gravidade é g, um objeto, de volume V e densidade absoluta d_o , é lançado verticalmente para baixo, a uma velocidade inicial v_A, de uma altura H₁ acima da superfície livre de um líquido de densidade absoluta d_L < d_o . Este objeto penetra no líquido e vai colidir com o fundo do recipiente que contém o líquido a uma profundidade H₂ . O esquema ilustra a situação e a viscosidade do líquido é desprezível durante esta queda.

A expressão que permite determinar a velocidade v_C com que o objeto colide com o fundo do recipiente é dada na alternativa

O uso de elevadores hidráulicos para facilitar o acesso de pessoas que utilizam cadeiras de rodas, bem como a facilidade do fluxo de mercadorias, se faz presente em alguns prédios. O elevador apresenta uma bomba elétrica que exerce uma força sobre um óleo hidráulico, que se desloca dentro de uma mangueira estreita até um cilindro que está conectado a um pistão móvel, sendo este último responsável em elevar a cabine.

Disponível em: https://www.simem.com.br/como-funciona.Acesso em: 8 jun. 2022 (adaptado).

Considere que um elevador hidráulico tem a área do pistão quatro vezes maior do que a da mangueira hidráulica conectada à bomba. Qual deve ser a força mínima, aplicada sobre o óleo, para que a cabine de 15 kg possa subir, com velocidade constante, levando uma pessoa de 55 kg sentada numa cadeira de rodas com 10 kg de massa?

Dados: Despreze todas as formas de atrito e considere g = 10m/s².

Uma prancha de comprimento igual a 1 m e seção transversal uniforme é articulada em uma extremidade no fundo de uma piscina. A piscina está cheia de água até uma altura de 50 cm. A densidade relativa da prancha em relação à água é 0,5.

Determine o ângulo θ que a prancha faz com a vertical na posição de equilíbrio.

Um recipiente está completamente cheio com água (densidade igual a 1 g/cm³). A 3 m de profundidade, em relação a superfície, é determinado um ponto A. Outro ponto B, que está abaixo de A e a uma profundidade h em relação ao ponto A, apresenta uma pressão com valor de 68600 Pa. Este ponto B está a 3 m acima do fundo do recipiente, conforme pode-se observar na figura a seguir. Determine o valor, em metros, de H, que representa a altura total deste recipiente.

Dados:

I - desconsidere a pressão atmosférica;

II - intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 9,8 m/s²; e

III - o líquido (água) perfeitamente homogêneo e em equilíbrio estático.

fundo do recipiente

Duas pessoas estão a bordo de um pequeno barco parado próximo à margem do lago Paranoá: A, de massa igual a 70 kg, e B, de massa igual a 60 kg. A está posicionado na parte de trás do barco (ou seja, na parte mais distante da margem do lago), e B está inicialmente na parte dianteira do barco, a 3 metros de distância de A (ou seja, o comprimento do barco é de 3 metros). Posteriormente, B se posiciona ao lado de A, na traseira do barco. Considerando-se que o barco possui 50 kg de massa uniformemente distribuída, e que não há atrito no movimento relativo entre o barco e a água do lago, a distância em metros, em que o barco se aproximou da margem é de

Se a altura inicial h quadruplicar, então o tempo para esvaziar o tanque até o nível do orifício irá dobrar.

Pesa-se um corpo de volume igual a 7,5 · 10^–4 m³ totalmente submerso em um líquido de densidade igual a 1,6 · 10³ kg/m³, suspendendo-o a um dinamômetro, como ilustra a figura. Com o corpo em repouso, o dinamômetro indica 48 N.

Suponha que o fio se rompa. Considere g = 10m/s². Imediatamente após o rompimento do fio, o módulo da aceleração adquirida pelo corpo é de