Resolução Comentada
Hidrostática
Pressão Hidrostática
01- A pressão no fundo do reservatório devida apenas à coluna líquida Plíquido=dlíquido.g.h é chamada depressão hidrostática e P=Patm + dlíquido.g.h é chamada de pressão total, pressão absoluta ou simplesmente pressão — a pressão exercida por uma coluna líquida não depende das dimensões do recipiente que a contém, mas apenas da natureza do líquido, fornecida pela sua densidade (d), do local (g) e da altura da coluna (h) — o gráfico da pressão total P em função da altura “profundidade” h, (P=Patm+ d.g.h, “ esta expressão é chamada de Teorema Fundamental da Hidrostática ou de Teorema de Stevin), que é uma função do primeiro grau), é uma reta inclinada — portanto, a pressão
no fundo do recipiente varia linearmente com a altura e independe da área de seção reta de cada cilindro — R- A
02- Quando você abre a válvula, a água flui da caixa da esquerda para a da direita até que elas tenham a mesma altura — a altura da água na caixa da esquerda diminui e consequentemente a pressão na base da mesma também diminui — R- A
03- Teorema de Stevin — P= Patm + dgh — 4.105 = 105 + 103.10.h — h=3.105/104 — h=30m — para sofrer na subida vertical uma variação de pressão ΔP=104N/m2, em Δt=1s, ele deve se deslocar — ΔP=d.g.h — 104=103.10.h — h=1m — V= ∆S/∆t — V=Δh/Δt — V=1/1 — V=1m/s — R- D
04- A pressão do ar aprisionado no barco à profundidade h=(2,20 – 1,70)=0,5m é dada por P= Patm + d.g.h — P – Patm = d.g.h = 103.10.0,5 — P – Patm=5,0.103N/m2 — R- A
05- A força do jato de água da descarga faz com que a água da mesma flua rapidamente pelo sifão, levando os detritos embora — depois, a água volta a ficar na mesma altura no sifão e no vaso, pois os dois ficam sujeitos à mesma pressão (mesmo princípio dos vasos comunicantes), mantendo o nível da água constante e impedindo que o cheiro do esgoto invada o banheiro —
R- A
06- De acordo com Teorema de Stevin, pontos de mesmo líquido em repouso que estão na mesma horizontal estão sob mesma pressão — então, no ponto A da horizontal que passa pela interface entre a água e o líquido mais denso, a pressão deve ser a mesma que no ponto B
situado na água, na mesma horizontal — pA = pB — dágua.g.hágua=dlíquido.g..hlíquido — como dlíquido > dágua (dado do exercício) —hlíquido < hágua — R- D
07- Dados — dágua = 1 g/cm3 = 103 kg/m3; — dglic = 1,3 g/cm3 = 1,3.103 kg/m3 — hágua = 10 cm = 10-1 m; hglic = 1 m — g = 10 m/s2 — patm = 1,01.105 Pa — pressão da coluna de água — Págua=dágua.g.hágua=(103).10.(10-1) — Págua=1,0.103Pa=0,01.105Pa — pressão da coluna de glicerina — Pglic=dglic.g.hglic=(1,3.103).(10).(1) — Pglic=1,3.104Pa=0,13.105Pa — na superfície que separa água-glicerina a pressão a pressão é P1=Patm+ Págua=1,01.105 + 0,01.105 — P1=1,02.105Pa — no fundo do recipiente, a pressão é (p2) e vale — P2=Patm + Págua + Pglic — P2=1,01.105 + 0,01.105+ 0,13.105 — P2=1,15.105 Pa. — R- E
Obs: segundo o Sistema Internacional de Unidades o plural das unidades é feito apenas acrescentando a letra s no final, quando não terminada em s. Caso seja terminada em s, não sofre flexão, e quando grafadas por extenso, deve ser em letras minúsculas. Exemplos: pascal – pascals; decibel – decibels; newton – newtons.
08- Dados: m = 900 kg; A1 = 2.500 cm2 = 25.10-2 m2 ; A2= 25 cm2 = 25.10-4 m2; dóleo = 900 kg/m3; h = 4m — de acordo com o teorema de Stevin, pontos de um mesmo líquido em repouso que estão na
mesma horizontal suportam a mesma pressão — a pressão no ponto (1) provocada pelo peso do carro é igual à pressão no ponto (2) provocada pela força
09- A diferença de pressão hidrostática (ΔP) entre dois pontos de desnível h, para um líquido de densidade dlíq, é dada pelo teorema de Stevin — ΔP = dlíq.g.h — assim,, essa diferença só depende da densidade do líquido, do desnível h e da gravidade local g — R- B
10- Dados — h = 2.000 m — g = 10 m/s2 — ρ = 0,9 g/cm3 = 0,9.103=9.102 kg/m3 — teorema de Stevin — ∆P = ρ g h =9.102.10.2.103 — ∆P = 180.105 — ∆P = 1,8.107 Pa — R- B