LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA 1. (Uerj 2016) Em um pêndulo, um fio de massa desprezível sustenta uma pequena esfera magnetizada de massa igual a 0,01kg. O sistema encontra-se em estado de equilíbrio, com o fio de sustentação em uma direção perpendicular ao solo. Um ímã, ao ser aproximado do sistema, exerce uma força horizontal sobre a esfera, e o pêndulo alcança um novo estado de equilíbrio, com o fio de sustentação formando um ângulo de 45 com a direção inicial. Admitindo a aceleração da gravidade igual a 10 m s2 , a magnitude dessa força, em newtons, é igual a: a) 0,1 b) 0,2 c) 1,0 d) 2,0 2. (Ufu 2015) Especificações técnicas sobre segurança em obras informam que um determinado tipo de cabo suporta a tensão máxima de 1.500N sem risco de rompimento. Considere um trabalhador de massa 80Kg, que está sobre um andaime de uma obra, cuja massa é de 90Kg. O conjunto homem e andaime permanece em equilíbrio e é sustentando pelo cabo com a especificação citada anteriormente. Considerando g 10m / s2 , e que nas figuras o cabo é ilustrado por uma linha pontilhada, assinale a alternativa que representa uma montagem que não oferece risco de rompimento. a) b) Página 1 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA c) d) 3. (Pucrj 2015) Um bloco de gelo de massa 1,0 kg é sustentado em repouso contra uma parede vertical, sem atrito, por uma força de módulo F, que faz um ângulo de 30 com a vertical, como mostrado na figura. Dados: g 10m s2 sen30 0,50 cos30 0,87 Qual é o valor da força normal exercida pela parede sobre o bloco de gelo, em Newtons? a) 5,0 b) 5,8 c) 8,7 Página 2 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA d) 10 e) 17 4. (Acafe 2014) O tratamento de tração é a aplicação de uma força de tração sobre uma parte do corpo. A tração ainda é usada principalmente como uma prescrição em curto prazo até que outras modalidades, como a fixação externa ou interna, sejam possíveis. Isso reduz o risco da síndrome do desuso. Seja um paciente de massa 50 kg submetido a um tratamento de tração como na figura abaixo, que está deitado em uma cama onde o coeficiente de atrito entre a mesma e o paciente é μ 0,26. Sabendo-se que o ângulo entre a força de tração e a horizontal é 30°, a alternativa correta que apresenta a máxima massa, em kg, que deve ser utilizada para produzir tal força de tração sem que o paciente se desloque em cima da cama é: a) 25 b) 13 c) 10 d) 50 5. (Ufpr 2012) Três blocos de massas m1 , m2 e m3 , respectivamente, estão unidos por cordas de massa desprezível, conforme mostrado na figura. O sistema encontra-se em equilíbrio estático. Considere que não há atrito no movimento da roldana e que o bloco de massa m1 está sobre uma superfície horizontal. Assinale a alternativa que apresenta corretamente (em função de m1 e m3 ) o coeficiente de atrito estático entre o bloco de massa m1 e a superfície em que ele está apoiado. Página 3 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA a) m3 2m1 b) m1 2m3 c) d) e) 3m3 2m1 3m1 2m3 3m1 m3 6. (G1 - cftmg 2016) Dois blocos A e B de mesmas dimensões e materiais diferentes são pendurados no teto por fios de mesmo comprimento e mergulhados em uma cuba cheia de água, conforme a figura abaixo. Cortando-se os fios, observa-se que A permanece na mesma posição dentro da água, enquanto B vai para o fundo. Com relação a esse fato, pode-se afirmar que a densidade do bloco a) B é menor que a de A. b) A é menor que a de B. c) A é menor que a da água. d) B é menor que a da água. Página 4 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA 7. (Pucrs 2016) Para responder à questão, analise a situação representada na figura abaixo, na qual uma esfera de isopor encontra-se totalmente submersa em um recipiente contendo água. Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa à esfera, e a outra está fixada no fundo do recipiente. O sistema está em equilíbrio mecânico. Considerando que as forças que atuam na esfera sejam o peso (P), o empuxo (E) e a tensão (T), a alternativa que melhor relaciona suas intensidades é a) E P T b) E P T c) P E T d) P E T e) P E e T 0 8. (Upf 2016) Um estudante de física realiza um experimento para determinar a densidade de um líquido. Ele suspende um cubo de aresta igual a 10,0 cm em um dinamômetro. Faz a leitura do aparelho e registra 50,0 N. Em seguida, ele mergulha metade do cubo no líquido escolhido, realiza uma nova leitura no dinamômetro e registra 40,0 N. Usando as medidas obtidas pelo estudante no experimento e considerando o módulo da aceleração da gravidade local igual a 10,0 m / s2, o valor da densidade do líquido, em g / cm3 , encontrado pelo estudante, é igual a: a) 3,6 b) 1,0 c) 1,6 Página 5 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA d) 2,0 e) 0,8 9. (Pucrj 2015) Uma bola de isopor de volume 100 cm3 se encontra totalmente submersa em uma caixa d’água, presa ao fundo por um fio ideal. Qual é a força de tensão no fio, em newtons? Considere: g 10 m / s2 ρágua 1000 kg / m3 ; ρisopor 20 kg / m3 a) 0,80 b) 800 c) 980 d) 1,02 e) 0,98 10. (Pucmg 2015) A densidade do óleo de soja usado na alimentação é de aproximadamente 0,80 g / cm3. O número de recipientes com o volume de 1litro que se podem encher com 80 kg desse óleo é de: a) 100 b) 20 c) 500 d) 50 11. (Fuvest 2015) Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura abaixo. Enquanto a força resultante sobre o pino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g. Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é Página 6 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Note e adote: - π3 - 1atm 105 N / m2 - aceleração local da gravidade 10 m / s2 a) 1,1atm b) 1,2 atm c) 1,4 atm d) 1,8 atm e) 2,2 atm 12. (Epcar (Afa) 2015) A figura abaixo representa um macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de raios RA 60 cm e RB 240 cm, respectivamente. Esse dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 2 m, em relação à posição inicial, um veículo de massa igual a 1 tonelada devido à aplicação de uma força F. Despreze as massas dos pistões, todos os atritos e considere que o líquido seja incompressível. Página 7 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Nessas condições, o fator de multiplicação de força deste macaco hidráulico e o trabalho, em joules, realizado pela força F, aplicada sobre o pistão de menor área, ao levantar o veículo bem lentamente e com velocidade constante, são, respectivamente, a) 4 e 2,0 104 b) 4 e 5,0 103 c) 16 e 2,0 104 d) 16 e 1,25 103 13. (Pucmg 2015) A pressão atmosférica a nível do mar consegue equilibrar uma coluna de mercúrio com 76 cm de altura. A essa pressão denomina-se 1atm, que é equivalente a 1,0 105 N / m2. Considerando-se que a densidade da água seja de 1,0 103 kg / m3 e a aceleração da gravidade g = 10 m/s2, a altura da coluna de água equivalente à pressão de 1,0 atm é aproximadamente de: a) 10 m b) 76 m c) 7,6 m d) 760 m 14. (G1 - cftmg 2015) A imagem abaixo representa um bebedouro composto por uma base que contém uma torneira e acima um garrafão com água e ar. Página 8 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA A pressão exercida pela água sobre a torneira, quando ela está fechada, depende diretamente da(o) a) diâmetro do cano da torneira. b) massa de água contida no garrafão. c) altura de água em relação à torneira. d) volume de água contido no garrafão. 15. (Mackenzie 2014) Um bloco de madeira homogêneo tem volume de 50 cm3 e flutua na água contida em um recipiente. A densidade da madeira em relação à água é 0,80. O volume imerso do bloco, em centímetros cúbicos, será a) 50 b) 40 c) 30 d) 20 e) 10 16. (Uece 2014) Considere um cubo imerso em água, conforme a figura a seguir. Página 9 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA No ponto destacado de uma das faces desse cubo, há uma força devido à pressão hidrostática exercida pela água. Assinale o vetor que melhor representa essa força. a) FI b) FII c) FIII d) FIV 17. (Fmp 2014) Uma prensa hidráulica é composta por dois reservatórios: um cilíndrico e outro em forma de prisma com base quadrada. O diâmetro do êmbolo do reservatório cilíndrico tem a mesma medida que o lado do êmbolo do reservatório prismático. Esses êmbolos são extremamente leves e podem deslocar-se para cima ou para baixo, sem atrito, e perfeitamente ajustados às paredes dos reservatórios. Sobre o êmbolo cilíndrico está um corpo de peso P. A força que deve ser aplicada no êmbolo quadrado para elevar esse corpo deve ter intensidade mínima igual a a) P π b) 2P π c) 4P π d) π P 2 e) π P 4 Página 10 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA 18. (Upe 2014) Um bloco de volume V = 0,25 m3 e massa 0,05 kg está preso a um fio ideal e completamente imerso em um líquido de densidade ρ 400 kg / m3 contido em uma caixa selada, conforme ilustra a figura. Sabendo-se que a tensão no fio nessa situação é igual a 89,5 N, determine o módulo da reação normal da superfície superior da caixa sobre o bloco. a) 0,0 N b) 89,0 N c) 910,0 N d) 910,5 N e) 1000,0 N 19. (G1 - cps 2014) Um passeio de balão é uma das atrações para quem visita a Capadócia, na Turquia. Página 11 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Os balões utilizados para esse tipo de passeio possuem um grande bocal por onde uma forte chama aquece o ar do interior do balão. Abaixo do bocal, está presa a gôndola onde os turistas se instalam para fazer um passeio inesquecível. Esses balões ganham altitude porque a) o ar aquecido é menos denso que o ar atmosférico. b) a queima do combustível gera oxigênio, que é mais leve que o ar. c) a pressćo interna torna-se maior que a pressćo externa, ao serem inflados. d) o gás liberado na queima aumenta a inércia sobre a superfície do balão. e) o calor da chama é dirigido para baixo e, como reação, o balão é empurrado para cima. 20. (Enem 2013) Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia de água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água, conforme ilustrado na figura. Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente? a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo. Página 12 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica. e) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água. 21. (Ufsm 2013) Um certo medicamento, tratado como fluido ideal, precisa ser injetado em um paciente, empregando-se, para tanto, uma seringa. Considere que a área do êmbolo seja 400 vezes maior que a área da abertura da agulha e despreze qualquer forma de atrito. Um acréscimo de pressão igual a P sobre o êmbolo corresponde a qual acréscimo na pressão do medicamento na abertura da agulha? a) P. b) 200P. c) P . 200 d) 400P. e) P . 400 22. (Uerj 2013) Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na qual as forças F1 e F2 atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II. Página 13 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Admita que os cilindros estejam totalmente preenchidos por um líquido. O volume do cilindro II é igual a quatro vezes o volume do cilindro I, cuja altura é o triplo da altura do cilindro II. A razão F2 entre as intensidades das forças, quando o sistema está em equilíbrio, F1 corresponde a: a) 12 b) 6 c) 3 d) 2 23. (G1 - cftmg 2013) Um corpo de massa M = 0,50 kg está em repouso, preso por um fio, submetido a uma tensão T, submerso na água de um reservatório, conforme ilustração. No instante em que o fio é cortado, a aceleração do corpo, em m/s2, será a) 2,0. b) 4,0. c) 6,0. d) 8,0. 24. (Uff 2012) Submarinos possuem tanques de lastro, que podem estar cheios de água ou vazios. Quando os tanques estão vazios, o submarino flutua na superfície da água, com parte do seu volume acima da superfície. Quando os tanques estão cheios de água, o submarino flutua em equilíbrio abaixo da superfície. Página 14 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Comparando os valores da pressão (p) no fundo do submarino e do empuxo (E) sobre o submarino quando os tanques estão cheios (pc ,Ec ) com os valores das mesmas grandezas quando os tanques estão vazios (pv ,Ev ) é correto afirmar que a) pc pv , Ec Ev . b) pc pv , Ec Ev . c) pc pv , Ec Ev . d) pc pv , Ec Ev . e) pc pv , Ec Ev . 25. (Enem 2012) O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20 kPa. A figura mostra a instalação hidráulica com a caixa d‘água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha. O valor da pressão da água na ducha está associado à altura a) h1. b) h2. c) h3. Página 15 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA d) h4. e) h5. Página 16 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Gabarito: Resposta da questão 1: [A] A figura mostra as forças que agem na esfera: peso, tração e força magnética. Como a esfera está em equilíbrio, pela regra da poligonal, as três forças devem fechar um triângulo. tg 45 F F P tg 45 m g (1) 0,01(10) P F 0,1 N. Resposta da questão 2: [C] Nas situações das alternativas [A], [B] e [D], fazendo o diagrama de corpo livre do sistema andaime e trabalhador, temos a tensão no cabo superando a tensão máxima, causando o rompimento do mesmo. Página 17 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA T (mtrab mand ) g T (80kg 90kg) 10 m s2 1700 N Na situação da alternativa [C], a tensão no cabo é reduzida pela metade pela presença de dois cabos segurando o conjunto andaime e trabalhador. Com isso, cada cabo passa a resistir ao esforço solicitado. 2T (mtrab mand ) g (80kg 90kg) 10 T 2 m s2 1700 N 850 N 2 Resposta da questão 3: [B] Decompondo as forças nas direções horizontal e vertical, temos o diagrama de corpo livre representado na figura abaixo: Página 18 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Nota-se que a força normal é devida à força Fx sendo iguais em módulo. N Fx N F sen 30 (1) Com o peso do corpo, podemos descobrir o valor da força Fy Fy P F cos 30 m g F mg (2) cos 30 Substituindo (2) em (1): N mg sen 30 N m g tan30 cos 30 N 1 kg 10 m / s2 3 10 3 N 5,8 N 3 3 Resposta da questão 4: [B] Considerando o paciente e o bloco como pontos materiais, as forças atuantes em cada um deles estão mostradas abaixo. Página 19 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Como se trata de uma situação de equilíbrio, temos: T m g I N Ty M g N T sen 30 M g Fat Tx Fat T cos30 III II (I) em (II): N m g sen 30 M g N 50 10 m 10 1 N 500 5 m IV 2 Na iminência de escorregar, a força de atrito estática no paciente atinge valor máximo. Substituindo (IV) em (III): μ N m gcos30 0,26 500 5 m m 10 0,87 130 1,3 m 8,7 m 10 m 130 m 13 kg Resposta da questão 5: [A] A figura mostra as forças que agem sobre cada bloco e a junção dos três fios: Isolando a junção T3 cos60 T1 m3.gcos60 T1 (01) Isolando o bloco 1 μN1 μ.m1.g T1 (02) Página 20 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA 1 2 Igualando 02 e 01, vem: μm1g m3g. μ m3 . 2m1 Resposta da questão 6: [B] O bloco A continua na mesma posição: sua densidade é igual à da água; O bloco B vai para o fundo: sua densidade é maior que a da água. Assim: dA dág dB dág dA dB Resposta da questão 7: [A] De acordo com o diagrama de corpo livre, as forças que atuam na esfera são: Os módulos das forças Empuxo, Tração e Peso se relacionam entre si de acordo com a equação de equilíbrio: E PT Resposta da questão 8: [D] O empuxo é a diferença entre o peso e o peso aparente quando o corpo está totalmente ou parcialmente mergulhado, ou seja, de acordo com Arquimedes, é o peso de fluido deslocado pelo corpo. Página 21 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA E P Pap μ V g μ P Pap Vg μ 50 N 40 N 3 1 1m 2 10 cm 10 m / s 2 100 cm μ 2 103 kg / m3 2 g / cm3 Resposta da questão 9: [E] A figura abaixo representa as forças que atuam na bola de isopor imersa totalmente em água presa por uma corda. O equilíbrio está representado pelas forças de empuxo E, peso P e tração T. T P E (1) Sabendo que o empuxo é igual ao peso de líquido deslocado pelo corpo: E ρlíquido Vcorpo g (2) Usando o peso: P m g ρcorpo Vcorpo g (3) Substituindo as equações (2) e (3) na equação (1) e Isolando a tração, ficamos com: T ρlíquido V g ρcorpo V g T ρlíquido ρcorpo V g Substituindo os dados no Sistema Internacional de Unidades: Página 22 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA T 1000 kg / m3 20 kg / m3 100 cm3 1 m3 100 cm 3 10 m / s2 T 0,98 N Resposta da questão 10: [A] Dados: d 0,8 g/cm3 0,8 kg/L; m 80 kg. Calculando o volume ocupado por 80 kg de óleo: d m m 80 V V d 0,8 V 100 L. Como o volume de cada recipiente é 1 L, podem ser enchidos 100 recipientes. Resposta da questão 11: [C] Dados: m 48 g 48 103 kg; g 10 m/s2; d 4 mm 4 103 m; π 3. Na situação proposta, a força de pressão exercida pelos gases equilibra a força peso do tubo cilíndrico e a força exercida pela pressão atmosférica sobre ele. Assim: Fgas P Fatm pgas pgas 48 103 10 4 3 4 10 3 2 mg P patm pgas patm A d2 π 4 1 105 0,4 105 1 105 1,4 105 N/m2 pgas 1,4 atm. Resposta da questão 12: [C] Pelo princípio de Pascal, a pressão é transmitida integralmente por cada ponto do líquido, isto é, a pressão no pistão A é igual à pressão no pistão B : pA pB Usando a definição de pressão como a razão entre a força F e a área A, ficamos com: Página 23 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA FA F B A A AB Fazendo a razão entre as forças e calculando as áreas dos pistões π 240 cm FB AB F F B B 16 2 FA A A FA F A π 60 cm 2 Já o trabalho W realizado para erguer o automóvel é: W F h W m g h W 1000 kg 10 m / s2 2 m W 2 104 J Resposta da questão 13: [A] Dados: p 1 105 N/m2; d 103 kg/m3 ; g 10 m/s2. Aplicando o Teorema de Stevin: p d gh h p 105 d g 103 10 h 10 m. Resposta da questão 14: [C] De acordo com o Teorema de Stevin, a pressão exercida por uma coluna líquida é diretamente proporcional à altura dessa coluna. Resposta da questão 15: [B] A densidade relativa de um material homogêneo, ou seja, a razão da sua densidade relacionada com a da água, nos fornece a porcentagem que o corpo terá submersa quando imerso neste solvente. Logo, como a densidade relativa do corpo é 0,8 ele ficará com 80% da sua superfície submersa Página 24 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Então: Vsubmerso V d Vsubmerso 50 cm3 0,80 40 cm3 Resposta da questão 16: [A] A força que provoca pressão é perpendicular á área de aplicação. Resposta da questão 17: [C] A figura mostra as forças agindo sobre os êmbolos de áreas A1 e A2. Aplicando o Teorema de Pascal: F P A 2 A1 F 2 D P 2 πD 4 F 4P . π Resposta da questão 18: [C] Observação: o termo tensão tem dimensão de força/área. Portanto, no enunciado, deveria aparecer o termo tração. Dados: m 0,05kg; V 0,25m3 ; ρ 400 kg/m3 ; g 10 m/s2; T 89,5N. A figura mostra as forças agindo no bloco. Página 25 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Do equilíbrio: FN T P E F ρg V mg T FN 400 10 0,25 0,05 10 89,5 FN 910 N. Resposta da questão 19: [A] O ar aquecido dentro do balão se expande, tornando-se menos denso que o ar externo. Assim, o peso do balão torna-se menor que o empuxo, fazendo que ele suba. Resposta da questão 20: [A] Para que a pressão interior fosse maior que a pressão atmosférica, a coluna de água deveria ter mais de 10 m. Logo, a água não sairá com a garrafa fechada. Abrindo-se a garrafa, a pressão no orifício aumenta com a profundidade em relação à superfície da água, acarretando maior velocidade na saída. Resposta da questão 21: [A] Pelo Princípio de Pascal, qualquer acréscimo de pressão transmitido a um ponto de um líquido em repouso, é transferido integralmente a todos os demais pontos desse líquido. Resposta da questão 22: [A] Pelo teorema de Pascal aplicado em prensas hidráulicas, temos: Página 26 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA F1 F 2 A1 A 2 O volume dos cilindros é dado por: V A.h. Nas condições apresentadas no enunciado, temos: V2 4.V1 A2.h2 4.A1.h1 A2.h 4.A1.3h A2 12.A1 Assim: F1 F F 2 2 12 A1 12A1 F1 Resposta da questão 23: [B] Dados: M = 0,5 kg; T = 2 N; g = 10 m/s2. As figuras a seguir ilustram a situação. Na figura 1 o corpo está em equilíbrio: E T P E P T E P 2 newtons. Página 27 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA Na figura 2, o fio é cortado. Desprezando forças de viscosidade, temos: E P m a 2 0,5 a a 2 0,5 a 4 m / s2. Resposta da questão 24: [A] De acordo com o enunciado, com os tanques vazios o submarino estará na superfície da água e apresentará valores de pv, para a pressão hidrostática em seu fundo, e Ev, para a força de empuxo. Com os tanques cheios o submarino estará totalmente imerso na água e apresentará valores pc e Ec, para a pressão hidrostática em seu fundo e a força de empuxo, respectivamente. Cálculo da pressão hidrostática no fundo do submarino A partir da lei de Stevin, temos: p p0 d.g.h onde: p: pressão hidrostática; p0: pressão na superfície da água; d: densidade do líquido (água); g: aceleração da gravidade; h: profundidade do fundo do submarino, em relação à superfície da água. A única diferença entre pc e pv está na profundidade h: Página 28 de 29 LISTA – 3ª SÉRIE – LEIS DE NEWTON E HIDROSTÁTICA h' h pc pv Cálculo da força de empuxo que atua no submarino De acordo com o princípio de Arquimedes: E d.v.g onde: E: força de empuxo que atua no submarino; d: densidade do líquido (água); v: volume da parte imersa do submarino; g: aceleração da gravidade. A única diferença entre Ec e Ev está no volume da parte imersa do submarino v: V ' V Ec Ev Resposta da questão 25: [C] De acordo com o teorema de Stevin, a pressão de uma coluna líquida é diretamente proporcional à altura dessa coluna, que é medida do nível do líquido até o ponto de saída, no caso, h3. Página 29 de 29