Questões de Concurso sobre Hidrodinâmica

A respeito de hidrostática e hidrodinâmica, assinale a opção correta.

Considere um recipiente, sobre uma plataforma, sujeito à pressão atmosférica $P_{atm}$. Esse recipiente contém um volume inicial $V_i$ de um gás monoatômico ideal em equilíbrio e tem um êmbolo de seção transversal de área $A$ e de massa $m$. Para monitorar a aceleração do sistema, a plataforma foi suspensa por um dinamômetro, como ilustrado na figura. Por causa de uma ação de uma força externa vertical, o êmbolo atinge uma nova posição de equilíbrio. Nessa posição a leitura do dinamômetro indica que a aceleração do sistema é de 1/10 de $g$ para cima.

Determina o módulo do deslocamento $△$$x$ do êmbolo, com relação ao fundo do recipiente, considerando que a transformação do gás é isentrópica.

Considere um tubo cilíndrico, como na figura apresentada, em que o raio do tubo é $R$ e o comprimento é $C.$ Além disso, suponha que o escoamento na tubulação seja estacionário, unidirecional, com queda de pressão $\Delta p=p_2-p_1$ constante e uniforme na direção $z$ mostrada. Neste caso, a velocidade dependerá apenas da variável radial $r$ e o momento axial do fluido irá satisfazer a equação

$\frac{d_p}{d_z}=\frac{1}{r}\frac{\partial }{\partial r}\left(r\sigma \right),$

sendo $\sigma =\sigma (\dot{\gamma })$ a tensão de cisalhamento. Neste contexto, o perfil de velocidade $v\left(r\right)$ do escoamento quando a viscosidade do fluido é dada pelo modelo de lei de potência $\eta (\dot{\gamma })=k{\dot{\gamma }}^{1/3}$ é dada por

A figura abaixo apresenta dois reservatórios de água distantes um do outro 2 m.

Fonte: https://grupopresence.com.br/projeto-hidrossanitario

Sobre a velocidade de queda da água em cada reservatório é correto afirmar que:

O peso específico de uma substância, que constitui um corpo homogêneo, é definido como a razão entre o peso P e o volume V do corpo. Suponha que um corpo sólido e homogêneo, quando colocado em um líquido com peso específico λ₁, apresenta um peso aparente P₁; e colocado no líquido com peso específico λ₂, tem peso aparente P₂. O peso específico λ do corpo é:

O módulo da força que age no êmbolo da seringa de área A₂ é igual a 50 N.

A Lei de Stevin diz que:

Em uma tubulação de diâmetro 150 mm, há vapor superaquecido com uma vazão de 0,15 m³/s. Qual é a velocidade média do fluido?

Imagine um gelo boiando em um copo cheio de água, de maneira que a água esteja no limite para derramar. Sabendo que o gelo tem 100 gramas e 92% do gelo está submerso, é correto afirmar que, quando ele derreter,

Quando um barco é depositado sobre o rio, o seu peso atua na vertical para baixo. À medida que o barco desce, a quantidade de fluido deslocado aumenta e uma outra grandeza física também aumenta. No momento em que essa grandeza física se tornar igual à força peso, o barco permanecerá em um estado de equilíbrio estático na vertical e flutuará no líquido. A grandeza física aqui falada se trata do(a):

Para determinar a densidade de um líquido foi realizado um experimento no laboratório de física, que consiste em mergulhar no fluido um bloco cúbico pendurado em uma mola ideal, como mostra a figura a seguir.

A massa do cubo é igual a 3,00 kg, e seu volume é igual a 100 dm³. Quando este é pendurado no ar provoca uma distensão da mola igual a 30,0 cm, e quando mergulhado no líquido é igual a 10,0 cm.

Considerando-se a aceleração da gravidade local igual a 10,0 m/s², a densidade do líquido, medida em kg/m³, é igual a

Um recipiente cilíndrico de altura H e densidade ρ é colocado verticalmente em repouso sobre a superfície de um líquido com densidade ρ_liq, de tal modo que a base do cilindro fica em contato com o líquido, conforme a figura anteriormente apresentada. Nesse caso, se atuarem sobre o cilindro apenas a força peso e o empuxo, então a condição para que o cilindro afunde completamente na direção vertical e não volte mais a superfície será dada por

Uma barra pesando 25 N é posta no canto inferior de um recipiente com água, como mostra a figura abaixo.

A barra possui um comprimento de 3 m e secção transversal de 0,00095 m². A altura do líquido é de 1,6 m. Calcule o valor de 𝛼 para que a barra fique em equilíbrio. Se precisar, utilize a densidade da água de 1000 kg/m³ e gravidade igual a 10 m/s².

Considere que em um esquema de funcionamento de freio hidráulico a disco com fluido incompressível e sem atrito em todas as partes do equipamento, a área do cilindro principal (A₁) seja 3 vezes maior que a área do cilindro do freio (A₂). Com base nessas informações e nas leis da mecânica dos fluidos, assinale a opção correta.

Em um dos pratos de uma balança de braços iguais há um recipiente parcialmente cheio d’água. Para manter a balança em equilíbrio é necessário colocar um bloco de 500g no outro prato, como mostra a figura 1.

Introduz-se na água uma esfera metálica maciça suspensa a um suporte externo por um fio de volume desprezível, até que ela fique submersa, sem tocar o recipiente, atingindo o equilíbrio hidrostático. Para restabelecer o equilíbrio é necessário acrescentar ao outro prato um contrapeso de 50 g, como mostra a figura 2.

Corta-se o fio e aguarda-se que a esfera vá ao fundo do recipiente e lá permaneça em repouso atingindo o equilíbrio hidrodinâmico; para restabelecer o equilíbrio, é necessário substituir o contrapeso de 50 g por outro de 200 g, como mostra a figura 3.

Considere a densidade da água 1,0 kg/L. Nesse caso, a densidade do material da esfera é

Observe a imagem abaixo:

Assinale a alternativa que apresenta a propriedade da água que está relacionada à sua ascensão por tubos muito finos, como mostra a figura.

A vazão é a quantidade de uma substância transportada ou escoada por unidade de tempo, via tubulação ou outra via de distribuição. Suponha-se que um técnico deseje calcular a vazão mássica de uma substância X na corrente que está fluindo à vazão de 80 lbm/h a partir de uma solução 20 % X em massa. Nesta situação, o técnico irá encontrar um valor de vazão mássica em lbm/h igual a:

Foi colocado um recipiente sobre cada um dos pratos de 4 balanças. Todos os recipientes são idênticos, bem como as balanças. Um objeto maciço e homogêneo foi adicionado no fundo de 3 dos 4 recipientes. Os objetos (O1, O2 e O3) possuem o mesmo volume e densidades diferentes. Em seguida, preencheu-se os 4 recipientes com água até atingir a borda de cada recipiente e aguardou-se os objetos estarem em repouso. A figura a seguir representa essa última situação.

Entre as alternativas, assinale aquela que indica corretamente a relação entre as medidas de massa feitas pelas balanças A, B, C e D.

A velocidade v de saída da água pelo orifício é 20.000 vezes maior que a velocidade V de descida da superfície livre do cilindro.

Uma cuba de ondas, de profundidade constante, contém água até a altura 20 cm.

A partir de determinado instante, dois estiletes, E₁ e E₂, que funcionam como fontes de ondas circulares, vibrando em oposição de fase com frequência de 5 H_Z , produzem ondas de amplitudes de 2 cm na superfície da água, que se propagam com velocidade de 10 cm/s.

No ponto P, indicado na figura acima, uma rolha de cortiça ao ser atingida pelas duas ondas poderá ter sua posição vertical y, em função do tempo t, descrita pela equação