Lição de casa da aula: Conservação de Energia em Fluidos em Movimento Física • 9º Ano

Nesta atividade, nós vamos praticar a usar a equação de Bernoulli para descrever a relação da pressão exercida por um fluxo de fluido com sua energia total.

Questão 1

A equação de Bernoulli aplica-se às linhas de fluxo de fluidos de densidade constante. A equação pode ser escrita na forma 𝑝+𝜌𝑔+12𝜌𝑣=𝑘, onde 𝑘 é uma constante. Na equação, 𝑝 é o termo (i), 𝜌𝑔 é o termo (ii), e 12𝜌𝑣 é o termo (iii).

Qual termo representa a pressão dinâmica exercida por um fluido?

  • ATermo (iii)
  • BNenhum dos termos
  • CTermo (ii)
  • DTermo (i)

Qual termo representa a pressão hidrostática exercida por um fluido?

  • ANenhum dos termos
  • BTermo (iii)
  • CTermo (ii)
  • DTermo (i)

Qual termo representa a pressão estática exercida por um fluido?

  • ATermo (iii)
  • BNenhum dos termos
  • CTermo (i)
  • DTermo (ii)

Questão 2

A água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente numa linha de fluxo. A água que entra na linha de fluxo move-se a 3,33 m/s e a que sai da linha de fluxo move-se a 2,72 m/s. O deslocamento vertical desde o ponto de entrada da linha de fluxo ao ponto de saída da mesma é de 0,164 m.

Qual é a variação da pressão estática exercida pelo fluido entre os pontos de entrada e de saída da linha de fluxo?

A pressão estática exercida pelo fluido aumenta ou diminui ao longo da linha de fluxo?

  • AAumenta.
  • BDiminui.

Questão 3

A equação de Bernoulli aplica-se às linhas de fluxo de fluidos que fluem suavemente por fluidos de densidade constante. A equação relaciona a densidade do fluido, 𝜌; a pressão estática exercida pelo fluido, 𝑝; a velocidade do fluido, 𝑣; a aceleração gravítica, 𝑔; e o deslocamento vertical do fluido, . A equação pode ser escrita na forma 𝑝+𝜌𝑔+12𝜌𝑣=𝑘, em que 𝑘 é uma constante.

O termo 12𝜌𝑣 na equação representa a energia por unidade de de fluido ao longo da linha de fluxo.

  • Acinética, volume
  • Bmecânica, comprimento
  • Cmecânica, tempo
  • Dcinética, massa
  • Ecinética, comprimento

O termo 𝜌𝑔 na equação representa a energia por unidade de de fluido ao longo da linha de fluxo.

  • Acinética, comprimento
  • Bpotencial gravítica, massa
  • Cpotencial gravítica, volume
  • Dcinética, tempo
  • Emecânica, massa

Questão 4

Água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente ao longo de uma linha de fluxo 𝑆, como se mostra no diagrama. A água passa por um tubo que se estreita ao longo do seu comprimento, entrando no tubo a 5,5 m/s. O centro da extremidade mais larga do tubo está 2,2 m abaixo do centro da extremidade mais estreita. A pressão estática exercida pela água que sai do tubo é igual à pressão estática exercida pela água quando entra no tubo. A que velocidade a água sai do tubo?

Questão 5

Água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente ao longo de uma linha de fluxo 𝑆, como se mostra no diagrama. A água passa por um tubo que se alarga ao longo do seu comprimento. O centro da extremidade mais larga do tubo está 1,4 m abaixo do centro da extremidade mais estreita do tubo. A água entra e sai no tubo à mesma velocidade. Quanto maior é a pressão estática exercida pela água que sai do tubo em relação à pressão estática exercida pela água que entra no tubo? Apresente a resposta com dois algarismos significativos.

Questão 6

Água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente ao longo de uma linha aerodinâmica 𝑆, conforme mostrado no diagrama. A simplificação 𝑆 passa a uma altura constante ao longo de um canal em forma de cunha que tem uma área de seção transversal de 0,75 m2 onde a água entra no canal e uma área transversal de 0,45 m2 onde a água sai do canal. A água entra no canal movendo-se em 1,5 m/s. Qual é a pressão estática exercida pela água onde ela entra no canal do que onde ela sai?

Questão 7

Um fluido com densidade constante flui suavemente através de um tubo cuboide com uma área de seção transversal mostrada no diagrama como 𝑦𝑧. O fluido então flui através de um segundo tubo cuboide com uma área de seção transversal de 𝑦𝑧. Em um tempo Δ𝑡, o fluido viaja 𝑥 metros ao longo do tubo mais largo e viaja 𝑥 metros ao longo do tubo mais estreito.

Qual das alternativas a seguir é a razão do trabalho que pode ser feito perpendicularmente à direção do fluxo pelo fluido a uma distância de 𝑥 metros ao longo do tubo mais largo para o trabalho que pode ser feito perpendicularmente à direção do fluxo pelo fluido a uma distância de 𝑥 metros ao longo do tubo mais estreito?

  • A𝑦𝑧𝑦𝑧
  • B𝑦𝑧𝑦𝑧
  • C𝑥𝑥
  • D1
  • E𝑥𝑥

Qual das alternativas a seguir é a razão do trabalho que pode ser feito perpendicularmente à direção do fluxo pelo fluido ao longo de um comprimento de 𝑥 metros do tubo mais largo para o trabalho que pode ser feito perpendicularmente à direção do fluxo pelo fluido ao longo de um comprimento de 𝑥 metros do tubo mais estreito?

  • A1
  • B𝑥𝑥
  • C𝑥𝑥
  • D𝑦𝑧𝑦𝑧
  • E𝑦𝑧𝑦𝑧

Qual das alternativas a seguir é a razão entre a pressão estática exercida pelo fluido por unidade de comprimento do tubo mais largo e a pressão exercida pelo fluido por unidade de comprimento do tubo mais estreito? Responda em termos das áreas de seção transversal dos tubos, onde 𝐴 é a área da seção transversal mais ampla do tubo e 𝐴 é a área da seção transversal do tubo mais estreito.

  • A𝐴𝐴
  • B𝐴𝐴
  • C(𝐴+𝐴)
  • D(𝐴+𝐴)2
  • E(𝐴𝐴)2

Questão 8

Água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente ao longo de uma corrente. A pressão estática exercida pela água diminui 3‎ ‎520 Pa ao longo da corrente. A água entra na corrente a mover-se a 2,33 m/s e sai da corrente a mover-se a 2,45 m/s. Qual é o deslocamento vertical do ponto de saída da corrente ao ponto de entrada na corrente? Apresente a resposta com três casas decimais.

Questão 9

Água com uma densidade constante de 1‎ ‎000 kg/m3 flui suavemente ao longo de uma linha aerodinâmica. A água entra na linha do fluxo movendo-se em 1,33 m/s e sai da linha de transmissão movendo-se em 1,12 m/s. O deslocamento vertical do ponto de saída da linha de transmissão a partir do ponto de entrada da linha é 0,131 m. A mudança na pressão estática, Δ𝑝, exercido pelo fluido entre os pontos de entrada e saída da linha de fluxo tem valores diferentes na Terra e na Lua. Encontre a diferença em Δ𝑝 na Terra e na Lua. Use 1,62 m/s2 para a aceleração gravitacional na superfície da Lua.

Questão 10

Um líquido com densidade constante flui suavemente ao longo de uma linha de fluxo. O líquido entra na linha de fluxo movendo-se em 2,22 m/s e sai movendo-se em 3,66 m/s. O deslocamento vertical do ponto de saída da linha do fluxo de seu ponto de entrada é 0,185 m. A pressão estática exercida pelo líquido no ponto de saída da linha de transmissão é 6,58 kPa inferior à pressão estática exercida por ele no ponto de entrada da linha aerodinâmica. Qual é a densidade do líquido?

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