Volume 2 Capítulo 14 Halliday, Resumos de Física

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Mecânica de fluidos — hidrostática e hidrodinâmica Halliday et al. Fundamentos de Física. Resolução dos exercícios do capítulo 14, vol.2 Problema 3 A diferença de pressão entre o exterior e o interior é, passando a unidades SI (1 atm = 101 kPa), Pint — Pext = 1 atm — 0,96 atm = 0,04 - (101 000 Pa) = 4040 Pa Aplicando a definição de pressão obtemos a resultante das forças de pressão, cujo módulo é então F P=4 OF =PA= (4040 Pa): (34mx2,1m)=28,68kN Problema 11 O problema é em tudo semelhante ao anterior, tendo-se apenas que efetuar o cálculo extra da pressão da água a 100 m, 44 que é kg m P1oom = Po + pgh = po + (1024) . (285) - (100 m) = po + 1004 MPa (Note-se que a água salgada tem densidade ligeiramente superior à água pura.) Do lado de dentro do submarino a pressão é, do enunciado, po. A diferença de pressões é então de 1004 MPa e a força necessária para abrir a escotilha F = PA = (1,004 x 10º Pa) - (1,2m x 0,60m) = 723kN (720 kN) É uma força demasiado grande para ser produzida por um humano (cerca de 74 toneladas-força). Normalmente o submarino tem um sistema de alavancas ou explosivos para conseguir abrir a escotilha. Problema 28 Aplicando o princípio de Pascal tem-se, associando a “1º e *2” as quantidades nos êmbolos pequeno e grande respetivamente, df o (3,80 cm)? = do? SF, Ap, SF, (3) = Cn 1 2a (53,0 cm)? RF =] E BoF - (20000 N) = 103 N Note-se que as unidades da área cancelam, não sendo por isso necessário convertê-las ao SI. Cerca de 10,5 kgf são assim suficientes para levantar mais de 2 ton-f! É precisamente com sistemas de hidráulicos, baseados no princípio de Pascal, que funciona toda a maquinaria de trabalho pesado. * A pressão atmosférica é normalmente designada por po OU Paim: z