O documento apresenta 10 exercícios de física sobre fluidos estáticos e dinâmicos, incluindo questões sobre o princípio de Arquimedes, vazão, velocidade e empuxo. Os exercícios envolvem conceitos como área de seção transversal, escoamento em canos, enchimento de reservatórios e orifícios.

1. Lista de exercícios para a avaliação Bimestral de Física – 2o Ano, 3º Bimestre
Professor: Alex Abreu Silva
1ª) Arquimedes (287 - 212 a.C.), filósofo grego,
nasceu em Siracusa. Foi, talvez, o primeiro
cientista experimental de que se tem notícia.
Construiu armas defensivas importantes para sua
cidade natal que, periodicamente era invadida
pelos romanos. É sobre Arquimedes uma das
mais curiosas histórias sobre resolução de um
problema: ele se encontrava no banho, pensando
no problema, ao perceber que teria encontrado a
solução, saiu nu pelas ruas, gritando: "Eureka!
Eureka!" (Achei! Achei!).
Deve-se a Arquimedes o conhecimento de que
todo corpo imerso num fluido sofre a ação de
uma força, feita pelo fluido - denominada empuxo
- de direção vertical e sentido para cima.
Uma esfera encontra-se submersa em água.
Infinitos são os pontos de contato da água com a
esfera.
Faça um esquema representando a força que a
água exerce sobre a esfera, em apenas oito
pontos de contato.
2ª) O empuxo é um fenômeno bastante familiar.
Um exemplo é a facilidade relativa com que você
pode se levantar de dentro de uma piscina em
comparação com tentar se levantar de fora da
água, ou seja, no ar.
De acordo com o princípio de Arquimedes, que
define empuxo, como obtemos este valor, no
laboratório (lembre-se da prática)?
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3ª) Água escoa em diversas tubulações, com
regiões distintas, conforme as figuras abaixo. O
que é correto afirmar sobre as vazões nas duas
regiões indicadas.
a)
b)
c)
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4ª) Um menino deve regar o jardim de sua mãe e
pretende fazer isso da varanda de sua residência,
segurando uma mangueira na posição horizontal,
conforme a figura. Durante toda a tarefa, a altura
da mangueira, em relação ao jardim,
permanecerá constante. Inicialmente a vazão de
água, que pode ser definida como o volume de
água que atravessa a área transversal da
mangueira na unidade de tempo. Para que a
água da mangueira atinja a planta mais distante
no jardim, ele percebe que o alcance inicial deve
ser triplicado. A mangueira tem em sua
extremidade um dispositivo com orifício circular
de raio variável. Para que ele consiga molhar
todas as plantas do jardim, o que deve acontecer

2. com a vazão e com o diâmetro da mangueira?
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5ª) Um fluido ideal percorre um cano cilíndrico em
regime permanente. Em um estrangulamento
onde o diâmetro do cano fica reduzido à sua
oitava parte, o que acontece com a velocidade do
fluido?
Veja a figura
Observação: Lembre-se da equação da
continuidade.
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6ª) Em uma cultura irrigada por um cano que tem
área de secção reta de 800 cm2, passa água com
uma vazão de 16000 litros por hora.
A velocidade de escoamento da água nesse
cano, em m/s, é?
7ª) Uma piscina, cujas dimensões são
20mx10mx4m, está vazia. O tempo necessário
para enchê-la é 4 h, através de um conduto de
seção A = 100 cm2. Calcule o módulo da
velocidade da água, admitida constante, ao sair
do conduto?
8ª) Considere duas regiões distintas do leito de
um rio: uma larga A, com 1200 m2 de área de
secção transversal, onde a velocidade escalar
média da água é de 4,0 m/s e outra estreita B,
com 600 m2 de área de secção transversal, com
essas informações, calcule os valores da vazão
volumétrica do rio e da velocidade escalar média
da água do rio na região estreita B.
9ª) Uma caixa-d'água com volume de 300 litros
coleta água da chuva à razão de 20 litros por
hora. Com essas informações, o tempo que
deverá chover para encher completamente essa
caixa-d'água, e admitindo-se que a área da base
da caixa é 1,00 m2, calcule a velocidade com que
subirá o nível da água na caixa, enquanto durar a
chuva.
10ª) Um líquido ideal preenche um recipiente até
certa altura. A 20 metros abaixo da superfície
livre, esse recipiente apresenta um orifício com
8.10-4 m2 de área, por onde o líquido escoa.
Considerando g=10m/s2 e não alterando o nível
da superfície livre, calcule a vazão através do
orifício, em m3/s.