Física nos Vestibulares Prof. Ricardo Bonaldo Daroz

Física nos Vestibulares
Prof. Ricardo Bonaldo Daroz
Hidrostática
1. (Unesp 2016) Um filhote de cachorro cochila dentro de uma semiesfera de plástico de raio
10 cm, a qual flutua em uma piscina de águas paradas, totalmente submersa e em equilíbrio,
sem que a água entre nela.
Desprezando a massa da semiesfera, considerando a densidade da água da piscina igual a
103 kg m3 , g  10 m s2 , π  3 e sabendo que o volume de uma esfera de raio R é dado pela
expressão V 
a)
b)
c)
d)
e)
4  π  R3
, é correto afirmar que a massa do cachorro, em kg, é igual a
3
2,5.
2,0.
3,0.
3,5.
4,0.
2. (Fuvest 2016) Um objeto homogêneo colocado em um recipiente com água tem 32% de
seu volume submerso; já em um recipiente com óleo, tem 40% de seu volume submerso. A
densidade desse óleo, em g / cm3 , é
Note e adote:
Densidade da água  1 g / cm3
a)
b)
c)
d)
e)
0,32
0,40
0,64
0,80
1,25
3. (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.
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Qual é a força de tensão no fio, em newtons?
Considere: g  10 m / s2
ρágua  1000 kg / m3 ; ρisopor  20 kg / m3
a)
b)
c)
d)
e)
0,80
800
980
1,02
0,98
4. (Pucrj 2015) Um tubo de 1,5 cm de diâmetro e 10 cm de comprimento é cheio com água.
A que profundidade, em cm, da superfície do líquido a pressão manométrica é de
2,0  103 atm?
Considere: g  10 m s2 , ρ  1 g c m3 e 1atm  105 Pa.
a)
b)
c)
d)
e)
1,0
2,0
2,5
3,0
20
5. (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
Note e adote:
- π3
- 1 atm  105 N / m2
- aceleração local da gravidade  10 m / s2
a) 1,1 atm
b) 1,2 atm
c) 1,4 atm
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d) 1,8 atm
e) 2,2 atm
6. (Unicamp 2015) Alguns experimentos muito importantes em física, tais como os realizados
em grandes aceleradores de partículas, necessitam de um ambiente com uma atmosfera
extremamente rarefeita, comumente denominada de ultra-alto-vácuo. Em tais ambientes a
pressão é menor ou igual a 106 Pa.
a) Supondo que as moléculas que compõem uma atmosfera de ultra-alto-vácuo estão
distribuídas uniformemente no espaço e se comportam como um gás ideal, qual é o número
de moléculas por unidade de volume em uma atmosfera cuja pressão seja P  3,2  108 Pa,
à temperatura ambiente T  300K ? Se necessário, use: Número de Avogrado NA  6  1023
e a Constante universal dos gases ideais R  8J / molK.
b) Sabe-se que a pressão atmosférica diminui com a altitude, de tal forma que, a centenas de
quilômetros de altitude, ela se aproxima do vácuo absoluto. Por outro lado, pressões acima
da encontrada na superfície terrestre podem ser atingidas facilmente em uma submersão
aquática. Calcule a razão Psub Pnave entre as pressões que devem suportar a carcaça de
uma nave espacial (Pnave ) a centenas de quilômetros de altitude e a de um submarino
(Psub ) a 100m de profundidade, supondo que o interior de ambos os veículos se encontra à
pressão de 1atm. Considere a densidade da água como ρ  1000kg / m3 .
7. (Enem PPL 2015) No manual de uma torneira elétrica são fornecidas instruções básicas de
instalação para que o produto funcione corretamente:
- Se a torneira for conectada à caixa-d’água domiciliar, a pressão da água na entrada da
torneira deve ser no mínimo 18 kPa e no máximo 38 kPa.
- Para pressões da água entre 38 kPa e 75 kPa ou água proveniente diretamente da rede
pública, é necessário utilizar o redutor de pressão que acompanha o produto.
- Essa torneira elétrica pode ser instalada em um prédio ou em uma casa.
Considere a massa específica da água 1.000 kg m3 e a aceleração da gravidade 10 m s2 .
Para que a torneira funcione corretamente, sem o uso do redutor de pressão, quais deverão
ser a mínima e a máxima altura entre a torneira e a caixa-d’água?
a) 1,8 m e 3,8 m
b) 1,8 m e 7,5 m
c) 3,8 m e 7,5 m
d) 18 m e 38 m
e) 18 m e 75 m
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8. (Unesp 2015) A figura representa uma cisterna com a forma de um cilindro circular reto de
4 m de altura instalada sob uma laje de concreto.
Considere que apenas 20% do volume dessa cisterna esteja ocupado por água. Sabendo que
a densidade da água é igual a 1000 kg / m3 , adotando g  10 m / s2 e supondo o sistema em
equilíbrio, é correto afirmar que, nessa situação, a pressão exercida apenas pela água no
fundo horizontal da cisterna, em Pa, é igual a
a) 2000.
b) 16000.
c) 1000.
d) 4000.
e) 8000.
9. (Unesp 2015) As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de 12 kg e
densidade 2  103 kg / m3 , ambas em repouso em relação à água de um lago calmo, em duas
situações diferentes. Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2,
apenas um quarto dela está imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a
pessoa exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F1. Para mantêla em repouso na situação da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante
e de módulo F2 .
Considerando a densidade da água igual a 103 kg / m3 e g  10 m / s2, é correto afirmar que a
diferença F2  F1, em newtons, é igual a
a)
b)
c)
d)
e)
60.
75.
45.
30.
15.
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10. (Pucrj 2015) Um tubo cilíndrico de vidro de 5,0 m de comprimento tem um de seus
extremos aberto e o outro fechado. Estando inicialmente em contato com o ar à pressão
atmosférica (1 atm), este tubo é introduzido dentro de uma piscina com água, com a parte
fechada para cima, até que a água se haja elevado a um quinto da altura do tubo. O tubo é
mantido nesta posição.
Veja a figura.
Suponha que este processo ocorre à temperatura constante. Tome o ar como gás ideal.
Considere: 1atm  1,0  105 Pa
g  10 m / s2
ρágua  1,0  103 kg / m3
a) Qual é a pressão do ar dentro do tubo, em atm?
b) Qual é a altura H do tubo que se encontra submergida?
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:
A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao
se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez,
através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona
uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua
velocidade angular.
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11. (Unicamp 2015) Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes maior que o
diâmetro d1 do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do
motorista e a força aplicada à pastilha de freio?
a) 1 4.
b) 1 2.
c) 2.
d) 4.
12. (Unicamp 2014) O encontro das águas do Rio Negro e do Solimões, nas proximidades de
Manaus, é um dos maiores espetáculos da natureza local. As águas dos dois rios, que formam
o Rio Amazonas, correm lado a lado por vários quilômetros sem se misturarem.
a) Um dos fatores que explicam esse fenômeno é a diferença da velocidade da água nos dois
rios, cerca de v n  2 km / h para o Negro e VS  6 km / h para o Solimões. Se uma
embarcação, navegando no Rio Negro, demora tN  2 h para fazer um percurso entre duas
cidades distantes dcidades  48 km, quanto tempo levará para percorrer a mesma distância
no Rio Solimões, também rio acima, supondo que sua velocidade com relação à água seja a
mesma nos dois rios?
b) Considere um ponto no Rio Negro e outro no Solimões, ambos à profundidade de 5 m e em
águas calmas, de forma que as águas nesses dois pontos estejam em repouso. Se a
densidade da água do Rio Negro é ρN  996 kg / m3 e a do Rio Solimões é
ρS  998 kg / m3 , qual a diferença de pressão entre os dois pontos?
13. (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
14. (Unesp 2014) Um reservatório tem a forma de um paralelepípedo reto-retângulo com
dimensões 2 m, 3 m e 4 m. A figura 1 o representa apoiado sobre uma superfície plana
horizontal, com determinado volume de água dentro dele, até a altura de 2 m. Nessa situação,
a pressão hidrostática exercida pela água no fundo do reservatório é P 1.
A figura 2 representa o mesmo reservatório apoiado de um modo diferente sobre a mesma
superfície horizontal e com a mesma quantidade de água dentro dele.
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Considerando o sistema em equilíbrio nas duas situações e sendo P2 a pressão hidrostática
exercida pela água no fundo do reservatório na segunda situação, é correto afirmar que
a) P2  P1
b) P2  4  P1
P
c) P2  1
2
d) P2  2  P1
P
e) P2  1
4
15. (Fuvest 2014)
Um bloco de madeira impermeável, de massa M e dimensões 2  3  3 cm3 , é inserido muito
lentamente na água de um balde, até a condição de equilíbrio, com metade de seu volume
submersa. A água que vaza do balde é coletada em um copo e tem massa m. A figura ilustra
as situações inicial e final; em ambos os casos, o balde encontra-se cheio de água até sua
capacidade máxima. A relação entre as massas m e M é tal que
a) m = M/3
b) m = M/2
c) m = M
d) m = 2M
e) m = 3M
16. (Unesp 2014) Um garoto de 50 kg está parado dentro de um barco de 150 kg nas
proximidades da plataforma de um ancoradouro. Nessa situação, o barco flutua em repouso,
conforme a figura 1. Em um determinado instante, o garoto salta para o ancoradouro, de modo
que, quando abandona o barco, a componente horizontal de sua velocidade tem módulo igual a
0,9 m/s em relação às águas paradas, de acordo com a figura 2.
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Sabendo que a densidade da água é igual a 103 kg/m3, adotando g = 10 m/s2 e desprezando a
resistência da água ao movimento do barco, calcule o volume de água, em m 3, que a parte
submersa do barco desloca quando o garoto está em repouso dentro dele, antes de saltar para
o ancoradouro, e o módulo da velocidade horizontal de recuo (VREC) do barco em relação às
águas, em m/s, imediatamente depois que o garoto salta para sair dele.
17. (Unicamp 2014) Uma boia de sinalização marítima muito simples pode ser construída
unindo-se dois cilindros de mesmas dimensões e de densidades diferentes, sendo um de
densidade menor e outro de densidade maior que a da água, tal como esquematizado na figura
abaixo. Submergindo-se totalmente esta boia de sinalização na água, quais serão os pontos
efetivos mais prováveis de aplicação das forças Peso e Empuxo?
a) Peso em C e Empuxo em B.
b) Peso em B e Empuxo em B.
c) Peso em C e Empuxo em A.
d) Peso em B e Empuxo em C.
18. (Enem 2014) Uma pessoa, lendo o manual de uma ducha que acabou de adquirir para a
sua casa, observa o gráfico, que relaciona a vazão na ducha com a pressão, medida em
metros de coluna de água (mca).
Nessa casa residem quatro pessoas. Cada uma delas toma um banho por dia, com duração
média de 8 minutos, permanecendo o registro aberto com vazão máxima durante esse tempo.
A ducha é instalada em um ponto seis metros abaixo do nível da lâmina de água, que se
mantém constante dentro do reservatório.
Ao final de 30 dias, esses banhos consumirão um volume de água, em litros, igual a
a) 69.120.
b) 17.280.
c) 11.520.
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d) 8.640.
e) 2.880.
19. (Pucrj 2013) Um recipiente contém 0,0100 m 3 de água e 2000 cm 3 de óleo. Considerandose a densidade da água 1,00 g/cm 3 e a densidade do óleo 0,900 g/cm3, a massa, medida em
quilogramas, da mistura destes líquidos é:
a) 11,8
b) 101,8
c) 2,8
d) 28
e) 118
20. (Enem PPL 2013) Os densímetros instalados nas bombas de combustível permitem
averiguar se a quantidade de água presente no álcool hidratado está dentro das especificações
determinadas pela Agência Nacional do Petróleo (ANP). O volume máximo permitido de água
no álcool é de 4,9%. A densidade da água e do álcool anidro são de 1,00 g/cm 3 e 0,80 g/cm3,
respectivamente.
Disponível em: http://nxt.anp.gov.br. Acesso em: 5 dez. 2011 (adaptado).
A leitura no densímetro que corresponderia à fração máxima permitida de água é mais próxima
de
a) 0,20 g/cm3.
b) 0,81 g/cm3.
c) 0,90 g/cm3.
d) 0,99 g/cm3.
e) 1,80 g/cm3.
21. (Enem 2013) Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia de água, perfurouse 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.
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.
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22. (Enem 2013) Para oferecer acessibilidade aos portadores de dificuldade de locomoção, é
utilizado, em ônibus e automóveis, o elevador hidráulico. Nesse dispositivo é usada uma
bomba elétrica, para forçar um fluido a passar de uma tubulação estreita para outra mais larga,
e dessa forma acionar um pistão que movimenta a plataforma. Considere um elevador
hidráulico cuja área da cabeça do pistão seja cinco vezes maior do que a área da tubulação
que sai da bomba. Desprezando o atrito e considerando uma aceleração gravitacional de
10m/s2, deseja-se elevar uma pessoa de 65kg em uma cadeira de rodas de 15kg sobre a
plataforma de 20kg.
Qual deve ser a força exercida pelo motor da bomba sobre o fluido, para que o cadeirante seja
elevado com velocidade constante?
a) 20N
b) 100N
c) 200N
d) 1000N
e) 5000N
23. (Unesp 2013) O relevo submarino de determinada região está representado pelas curvas
de nível mostradas na figura, na qual os valores em metros representam as alturas verticais
medidas em relação ao nível de referência mais profundo, mostrado pela linha vermelha.
Dois peixes, 1 e 2, estão inicialmente em repouso nas posições indicadas e deslocam-se para
o ponto P, onde param novamente. Considere que toda a região mostrada na figura esteja
submersa, que a água do mar esteja em equilíbrio e que sua densidade seja igual a 103 kg/m3.
Se g = 10 m/s2 e 1 atm = 105 Pa, pode-se afirmar, considerando-se apenas os pontos de
partida e de chegada, que, durante seu movimento, o peixe
a) 2 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.
b) 1 sofreu um aumento de pressão de 4 atm.
c) 1 sofreu um aumento de pressão de 6 atm.
d) 2 sofreu uma redução de pressão de 6 atm.
e) 1 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.
24. (Unesp 2013) O sifão é um dispositivo que permite transferir um líquido de um recipiente
mais alto para outro mais baixo, por meio, por exemplo, de uma mangueira cheia do mesmo
líquido. Na figura, que representa, esquematicamente, um sifão utilizado para transferir água
de um recipiente sobre uma mesa para outro no piso, R é um registro que, quando fechado,
impede o movimento da água. Quando o registro é aberto, a diferença de pressão entre os
pontos A e B provoca o escoamento da água para o recipiente de baixo.
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Considere que os dois recipientes estejam abertos para a atmosfera, que a densidade da água
seja igual a 103 kg/m3 e que g = 10 m/s2. De acordo com as medidas indicadas na figura, com o
registro R fechado, a diferença de pressão PA  PB , entre os pontos A e B, em pascal, é igual a
a) 4 000.
b) 10 000.
c) 2 000.
d) 8 000.
e) 12 000.
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Gabarito:
Resposta da questão 1:
[B]
Dados: da  103 kg/m3 ; π  3; R  10 cm  101 m.
O sistema está em equilíbrio. Então o empuxo sobre a semiesfera e o peso do cachorro têm a
mesma intensidade.
3
1 4
1 4

P  E  m g  da Vim g  m  da     π  R3   103    3  10 1
 103  2  10 3 
2 3
2
3



m  2kg.
Resposta da questão 2:
[D]
Para um corpo parcialmente submerso, o peso e o empuxo estão equilibrados: têm a mesma
intensidade e sentidos opostos.
dc
V
P  E  dc V g  dliq Vsub g 
 sub .
dliq
V
Na água:

 dc  0,32 V  dc  0,32
 dag
V
dag


No óleo:

 dc  0,4 V  dc  0,4
 dol
V
dol


dc dol 0,32


 dol  0,8 dag  0,8  1 
dag dc
0,4
dol  0,80 g/cm3 .
Resposta da questão 3:
[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:
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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:
1 m3
T  1000 kg / m3  20 kg / m3  100 cm3 
 10 m / s2
3
100 cm 


T  0,98 N
Resposta da questão 4:
[B]
A pressão monométrica, isto é, a pressão devida somente à coluna de líquido é dada por:
P  ρgh
Usando os valores no Sistema Internacional de Unidades:
ρ  1 g / cm3  1000 kg / m3
P  2,0  103 atm 
105
Pa  200 Pa
1 atm
Então a altura da coluna de líquido será:
P
200 Pa
h

 0,02 m  2,0 cm
ρg 1000 kg / m3  10 m / s2
Resposta da questão 5:
[C]
Dados: m  48 g  48  103 kg; g  10 m/s2; d  4 mm  4  10 3 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:
mg
P
Fgas  P  Fatm  pgas   patm  pgas 
 patm 
A
d2
π
4
pgas 
48  103  10  4

3  4  10

3 2
 1 105  0,4  105  1 105  1,4  105 N/m2 
pgas  1,4 atm.
Resposta da questão 6:
a) Dados: NA  6  1023 ; P  3,2  108 Pa; T  300 K; R  8 J/mol  K.
Sendo n o número de mols, o número de partículas (N) é:
N
N  n NA  n 
.
NA
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Aplicando a equação de Clapeyron:
n RT  P V 
N
N NA P 6  1023  3,2  108
RT PV 



NA
V
RT
8  300
N
 8  1012 moléculas 3 .
V
m
b) Dados: pint  p0  1 atm; ρ  103 kg/m3 ; h  100 m; g  10 m/s2 .
A pressão suportada pela carcaça é o módulo da diferença entre as pressões externa e
interna. Assim:
 Psub  Pext  Pint  P0  ρ g h   P0  Psub  ρ g h  103  10  100 
Psub  10  105 Pa.
 Pnave  Pint  Pext  P0  0  Pnave  1 atm  Pnave  105 Pa.
Psub
10  105


Pnave
105
Psub
 10.
Pnave
Resposta da questão 7:
[A]
Do teorema de Stevin:

18  103

hmín  3
p 
10  10
p  dgh  h 

dg 
38  103
h


 máx
103  10

hmín  1,8m.
hmáx  3,8m.
Resposta da questão 8:
[E]
Aplicando o Teorema de Stevin:
p  d g h  103  10  0,2  4 
p  8.000 Pa.
Resposta da questão 9:
[C]
As figuras mostram as forças agindo na pedra nas duas situações.
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Calculando os volumes imersos:
m
m
12
d
 V1  
 V1  6  10 3 m3 .
V1
d 2  103
V2 
1
6  103
V1 
 V2  1,5  10 3 m3 .
4
4
Equacionando os dois equilíbrios:
F1  E1  P
 F2  E2  F1  E1  F2  F1  E1  E2  da V1 g  da V2 g 

F2  E2  P
F2  F1  da g  V1  V2   103  10  6  1,5   10 3 
F2  F1  45 N.
Resposta da questão 10:
a) Como foi informado que o processo ocorre em temperatura constante, temos uma
transformação isotérmica e sendo o ar considerado como um gás ideal, podemos usar a
equação geral dos gases ideais:
P0  V0 P  V

T0
T
Em que: T0  T  cons tan te (isotérmico), V 
4
V0 e P0  1atm.
5
P0  V0  P  V
Substituindo os valores e calculando a pressão final:
4
1 atm  V0  P  V0
5
P  1,25 atm
b) Para calcular a altura H, devemos utilizar a Lei de Stevin da Hidrostática:
PC  PD  ρgH
PB  PA  ρgh
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Pelo fato de que os pontos B e C estão na mesma altura dentro do líquido, eles tem a
mesma pressão.
PB  PC
PD  ρgH  PA  ρgh
ρgH  ρgh  PA  PD
ρg H  h   PA  PD
H
PA  PD
h
ρg
Usando os valores de pressão em pascal e substituindo o restante dos dados:
PA  1,25 atm  1,25  105 Pa
PD  1,0 atm  1,0  105 Pa
H
1,25  105 Pa  1,0  105 Pa
1,0  103 kg / m3  10 m / s2
H  3,5 m
1m
Resposta da questão 11:
[A]
Pelo Teorema de Pascal:
F1
d12

F2
d12
F d 
 1  1
F2  d2 
2
F  d 
 1  1 
F2  2 d1 
2

F1 1
 .
F2 4
Resposta da questão 12:
a) Dados: vN = 2 km/h; vS = 6 km/h; tN = 2 h; ΔS  dcidades  48km.
Sendo vemb a velocidade da embarcação em relação às águas, a velocidade da embarcação
(v) em relação às margens é:
v  vemb  vágua .
Para o Rio Negro:
ΔS
ΔS
v1 
 v emb  vN 
Δt
tN
v emb  26 km/h.
 v emb 
ΔS
48
 vN  v emb 
2 
tN
2
Para o Rio Solimões:
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v2 
ΔS
Δt
 v emb  v S 
ΔS
tS
48
tS
 26  6 
 20 
48
tS
 tS 
48

20
tS  2,4 h  2 h e 24 min.
b) Dados: ρN  996 kg / m3 ; ρ S  998 kg / m3.
Pelo Teorema de Stevin:

pN  pat  dN g h

p  pat  dS g h

 S
 Δp  pS  pN   dS  dN  g h   998  996   10  5 
Δp  100 N/m2 .
Resposta da questão 13:
[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
Então: Vsubmerso  V  d  Vsubmerso  50 cm3  0,80  40 cm3
Resposta da questão 14:
[C]
O volume é o mesmo nas duas situações.
V2  V1  4  3  h2  2  3  2  h2  1 m.
P2  d g h2

P1  d g h1

P2
d g h2

P1
d g h1

P2 1

P1 2

P
P2  1 .
2
Resposta da questão 15:
[C]
No equilíbrio, o empuxo sobre o bloco tem a mesma intensidade do peso do bloco.
A água que extravasa cai no copo, portanto o volume deslocado de água é igual ao volume que
está no copo.
m  dágua Vdesloc

E  dágua Vdesloc g  E  P  dágua Vdesloc g  M g  dágua Vdesloc  M 

P  M g
m  M.
Resposta da questão 16:
Dados: mg = 50 kg; mb = 150 kg; da = 103 kg/m3 ; Vg = 0,9 m/s; g = 10 m/s2.
– Volume de água deslocado  Vdesloc .
Para a situação de equilíbrio, a intensidade do empuxo é igual à do peso.
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

E  P  da Vdesloc g  mg  mb g 
Vdesloc 
mg  mb
da

200
103
 200  10 3

Vdesloc  0,2 m3 .


– Módulo da velocidade de recuo do barco VRec .
Desprezando o atrito do barco com a água, pela conservação da quantidade de movimento,
temos:
Q
 Q
 mb Vrec  mg Vg 
barco
V 
garoto
mg Vg
mb

50  0,9
 200  103
150

VRec  0,3 m/s.
Resposta da questão 17:
[A]
Lembrando as expressões das forças mencionadas:

P  m g  P  dcorpo V g

E  dlíq Vim g


Considerando os cilindros homogêneos, o Peso e o Empuxo são aplicados no centro de
gravidade de cada um. O empuxo tem a mesma densidade nos dois casos, pois os volumes
imersos são iguais, mas o Peso do cilindro mais denso é maior. Assim, o Empuxo no conjunto
é aplicado no ponto médio (B) e o Peso do conjunto fica deslocado para direita. As figuras
ilustram a situação.
Comentário: Essa posição horizontal não é a de equilíbrio do conjunto. Assim que
abandonado, ele sofrerá um giro no sentido horário, ficando em equilíbrio estável na vertical,
com o cilindro mais denso totalmente imerso e o menos denso parcialmente imerso, pois, para
que o conjunto funcione como boia, sua densidade deve ser menor que a da água.
Resposta da questão 18:
[C]
Da leitura direta do gráfico, encontramos para a pressão estática de 6 mca uma vazão
z  12 L / min. O tempo mensal de funcionamento do chuveiro é:
Δt  4  8  30  960 min.
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Calculando o consumo, em litros:
z
V
Δt

V  z Δt  12  960

V  11.520 L.
Resposta da questão 19:
[A]
M  m1  m2  μ1V1  μ 2 V2  1x10000  0,9x2000  11.800 g  11,8 kg
Resposta da questão 20:
[B]
Numa amostra de 100cm3 da mistura contendo o volume máximo permitido de água, temos
4,9cm3 de água e 95,1cm3 de álcool hidratado. A densidade dessa mistura é:
d
málc  mág
Válc  Vág

0,8  95,1  1 4,9 76,08  4,9

100
100
d  0,81 g/cm3 .
Resposta da questão 21:
[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 22:
[C]
O módulo do peso (P) do conjunto a ser elevado é:


P  mpessoa  mcad  mplat g  P   65  15  20 10  1.000 N.
Como a velocidade é constante, aplicando a expressão do Princípio de Pascal:
Fmotor
Fmotor
P
1.000




A tub
Apistão
A tub
5  A tub
Fmotor  200 N.
Resposta da questão 23:
[D]
A diferença de pressão entre dois pontos é p  d g h, sendo h o desnível entre os dois
pontos.
Em relação ao fundo do mar:
– o peixe 1 aumentou sua profundidade em h1 = 30 m, baixando de 120 m para 90 m, portanto
ele sofreu um aumento de pressão.
– peixe 2 diminuiu sua profundidade em h2 = 60 m, subindo de 30 m para 90 m, sofrendo uma
redução de pressão.
Dados: d = 103 kg/m3; g = 10 m/s2; 1 atm = 105 Pa.
3
5

Δp  10  10  30  Δp1  3  10 Pa  Δp1  3 atm.
Δp  d g h  1
3
5

Δp2  10  10  60  Δp2  6  10 Pa  Δp2  6 atm.
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Resposta da questão 24:
[D]
Dados: d = 103 kg/m3; hA = 0,4 m; hB = 1,2 m; g = 10 m/s2.
Nas extremidades do sifão, na superfície livre da água, a pressão é igual à pressão
atmosférica. Então, nos ramos da esquerda e da direita, temos:
Esquerda : PA  d g hA  Pat

Direita : PB  d g hB  Pat
 PA  PB  d g hB  hA   103  10  1,2  0,4  
PA  PB  8.000 Pa.
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