H idrost á tica - Portal Tijuca CP2

Exercícios de Física
Hidrostática
Prof. Pingüim
1. (Unicamp 2005) Durante uma tempestade de 20 minutos,
10 mm de chuva caíram sobre uma região cuja área total é
100 km£.
a) Sendo que a densidade da água é de 1,0 g/cm¤, qual a
massa de água que caiu?
b) A partir de uma estimativa do volume de uma gota de
chuva, calcule o número médio de gotas que caem em 1 m£
durante 1 s.
2. (Unicamp 2006) O avião estabeleceu um novo paradigma
nos meios de transporte. Em 1906, Alberto Santos-Dumont
realizou em Paris um vôo histórico com o 14 Bis. A massa
desse avião, incluindo o piloto, era de 300kg, e a área total
das duas asas era de aproximadamente 50m£.
A força de sustentação de um avião, dirigida verticalmente de
baixo para cima, resulta da diferença de pressão entre a
parte inferior e a parte superior das asas. O gráfico
representa, de forma simplificada, o módulo da força de
sustentação aplicada ao 14 Bis em função do tempo, durante
a parte inicial do vôo.
4. (Ufrj 2005) Um líquido de densidade 1,25 g/cm¤ está em
repouso dentro de um recipiente.
No fundo do recipiente existe uma conexão com um tubo
cilíndrico de 2,0 cm de diâmetro. O tubo possui um êmbolo
cuja parte exterior está sob a ação da atmosfera e em
contato com uma mola. Considere que não haja atrito entre o
êmbolo e o tubo cilíndrico.
Num determinado experimento, a força da mola sobre o
êmbolo tem módulo igual a 6,28 N. Calcule a altura h do
líquido indicada na figura. Use ™ = 3,14.
5. (Ufrj 2006)
a) Em que instante a aeronave decola, ou seja, perde contato
com o chão?
b) Qual é a diferença de pressão entre a parte inferior e a
parte superior das asas, ÐP = P(inf) - P(sup'), no instante t =
20s?
3. (Ufpe 2005) É impossível para uma pessoa respirar se a
diferença de pressão entre o meio externo e o ar dentro dos
pulmões for maior do que 0,05 atm. Calcule a profundidade
máxima, h, dentro d'água, em cm, na qual um mergulhador
pode respirar por meio de um tubo, cuja extremidade superior
é mantida fora da água.
Mecânica - Lista 16 - Hidrostática - Pingüim
No terceiro quadrinho, a irritação da mulher foi descrita,
simbolicamente, por uma pressão de 1000 atm.
Suponha a densidade da água igual a 1000kg/m¤, 1 atm =
10¦ N/m£ e a aceleração da gravidade g = 10m/s£.
Calcule a que profundidade, na água, o mergulhador sofreria
essa pressão de 1000 atm.
6. (Unesp 2006) Uma pessoa, com o objetivo de medir a
pressão interna de um botijão de gás contendo butano,
conecta à válvula do botijão um manômetro em forma de U,
contendo mercúrio. Ao abrir o registro R, a pressão do gás
provoca um desnível de mercúrio no tubo, como ilustrado na
figura.
pag.1
Considere a pressão atmosférica dada por 10¦ Pa, o desnível
h = 104 cm de Hg e a secção do tubo 2 cm£.
Adotando a massa específica do mercúrio igual a 13,6 g/cm¤
e g = 10 m/s£, calcule
a) a pressão do gás, em pascal.
b) a força que o gás aplica na superfície do mercúrio em A.
(Advertência: este experimento é perigoso. Não tente realizálo.)
7. (Unifesp 2006) A figura reproduz o esquema da
montagem feita por Robert Boyle para estabelecer a lei dos
gases para transformações isotérmicas. Boyle colocou no
tubo uma certa quantidade de mercúrio, até aprisionar um
determinado volume de ar no ramo fechado, e igualou os
níveis dos dois ramos. Em seguida, passou a acrescentar
mais mercúrio no ramo aberto e a medir, no outro ramo, o
volume do ar aprisionado (em unidades arbitrárias) e a
correspondente pressão pelo desnível da coluna de mercúrio,
em polegadas de mercúrio. Na tabela, estão alguns dos
dados por ele obtidos, de acordo com a sua publicação "New
Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of Air,
and its Effects", de 1662.
(http://chemed.chem.purdue.edu/gench m/history/)
a) Todos os resultados obtidos por Boyle, com uma pequena
aproximação, confirmaram a sua lei. Que resultados foram
esses? Justifique.
b) De acordo com os dados da tabela, qual a pressão, em
pascal, do ar aprisionado no tubo para o volume de 24
unidades arbitrárias?
Utilize para este cálculo:
pressão atmosférica p³ = 1,0 × 10¦ pascal;
densidade do mercúrio d(Hg) = 14 × 10¤ kg/m¤;
g = 10 m/s£.
8. (Uerj 2006) A densidade média da água dos oceanos e
mares varia, principalmente, em função da temperatura, da
profundidade e da salinidade. Considere que, próximo a
superfície, a temperatura da água do Oceano Atlântico seja
de 27°C e, nessa condição, o volume submerso V do navio
seja igual a 1,4 × 10¦m¤.
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a) O gráfico na figura 1 indica o comportamento do
coeficiente de dilatação linear do material que constitui o
casco do navio, em função da temperatura š . L³ e ÐL e
correspondem, respectivamente, ao comprimento inicial e a
variação do comprimento deste material.
Calcule a variação do volume submerso quando o navio
estiver no Oceano Índico, cuja temperatura média da água é
de 32°C.
b) A tabela na figura 2 indica a salinidade percentual de
alguns mares ou oceanos.
Considerando a temperatura constante, indique o mar ou
oceano no qual o navio apresentará o menor volume
submerso e justifique sua resposta.
9. (Uerj 2006) Considere que um transatlântico se desloca
com velocidade constante e igual a 30 nós e que sua massa
equivale a 1,5 ×10© kg.
Dado: 1 nó = 0,5 m/s
a) Calcule o volume submerso do transatlântico.
b) A fim de que o navio pare, são necessários 5 minutos após
o desligamento dos motores.
Determine o módulo da força média de resistência
oferecida pela água à embarcação.
10. (Uff 2005) Um cilindro metálico com 4,0 kg de massa é
suspenso por uma mola, ocorrendo o equilíbrio quando esta
se alonga 8,0 cm, como ilustra a figura I.
O cilindro agora é mergulhado em um recipiente com água,
ocorrendo uma nova situação de equilíbrio, como ilustra a
figura II.
pag.2
Dados: massa específica da água ›(H‚O) = 1,0 kg / litro
aceleração da gravidade g = 10 m/s£
massa específica do material do cilindro ›(cilindro) = 8,0 kg/
litro
a) Represente, na figura III, todas as forças que agem sobre
o cilindro e escreva o nome do agente causador de cada uma
delas.
b) Calcule a distensão da mola nessa nova situação de
equilíbrio, mostrada na figura II.
c) Em um certo instante, o cilindro se desprende da mola e
cai, a partir da situação de equilíbrio da figura II. Despreze a
viscosidade da água e determine o tempo que a base do
cilindro leva para percorrer os 70 cm que a separam do fundo
do recipiente.
11. (Ufpe 2006) A figura a seguir mostra uma caixa cúbica
de aresta a = 20 cm e massa M = 5,0 kg, imersa em água,
sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao
fundo do recipiente. Sabe-se que a superfície superior da
caixa está a uma profundidade h = 3,0 m. Se o fio for
cortado, após quanto tempo, em segundos, a caixa atingirá a
superfície livre da água? Despreze a resistência da água ao
movimento da caixa.
12. (Ufpe 2006) A figura a seguir mostra uma caixa cúbica
de aresta a = 20 cm e massa M = 10 kg, imersa em água,
sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao
teto. Determine a tração no fio, em newtons.
13. (Ufpe 2006) A figura a seguir mostra uma caixa cúbica
de aresta a = 20 cm e massa M = 10 kg, imersa em água,
sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve, preso ao
teto. Calcule a aceleração, em m/s£, que a caixa adquire para
baixo, quando o fio é cortado. Despreze a resistência da
água ao movimento da caixa.
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14. (Ufrj 2006) Um recipiente contendo água se encontra em
equilíbrio sobre uma balança, como indica a figura 1. Uma
pessoa põe uma de suas mãos dentro do recipiente,
afundando-a inteiramente até o início do punho, como ilustra
a figura 2. Com a mão mantida em repouso, e após
restabelecido o equilíbrio hidrostático, verifica-se que a
medida da balança sofreu um acréscimo de 4,5 N em relação
à medida anterior.
Sabendo que a densidade da água é 1g/cm¤, calcule o
volume da mão em cm¤.
15. (Unesp 2005) Um bloco de madeira de volume V = 60
cm¤, totalmente submerso, está atado ao fundo de um
recipiente cheio de água por meio de um fio de massa
desprezível. O fio é cortado e o bloco emerge na superfície
com 1/4 de seu volume fora da água. Sendo g = 10 m/s£ a
aceleração da gravidade e D = 1 g/cm¤ a massa específica
da água, calcule
a) a massa específica do bloco.
b) a tração no fio, antes de ser cortado.
16. (Puccamp 2005) O gráfico a seguir mostra a variação da
pressão no interior de um líquido homogêneo em equilíbrio,
em função da profundidade x, em metros, segundo a lei p =
p³ + kx, 0 ´ x ´ h.
Se a aceleração da gravidade é g (m/s£) e a densidade do
líquido é d (kg/m¤), então o coeficiente angular k é igual a
a) h/(g . d)
b) g . d
c) p³/(g . d)
d) (p³ . h)/(g . d)
e) p³ . h . g . d
TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 3 QUESTÕES.
(Puccamp 2005) Construída a toque de caixa pelo regime
pag.3
militar, Tucuruí inundou uma área de 2 000 km£, sem que
dela se retirasse a floresta. A decomposição orgânica elevou
os níveis de emissão de gases, a ponto de fazer da represa,
nos anos 90, a maior emissora de poluentes do Brasil.
Ganhar a vida cortando árvores submersas exige que um
mergulhador desça a mais de 20 metros, com praticamente
zero de visibilidade e baixas temperaturas. Amarrado ao
tronco da árvore, maneja a motosserra.
(Adaptado de "Veja". ano 37. n.23. ed. 1857. São
Paulo: Abril. p.141)
17. Um mergulhador que trabalhe à profundidade de 20 m
no lago sofre, em relação à superfície, uma variação de
pressão, em N/m£, devida ao líquido, estimada em
Dados:
d(água) = 1,0 g/cm¤
g = 10 m/s£
a) 20
b) 2,0 . 10£
c) 2,0 . 10¤
d) 2,0 . 10¥
e) 2,0 . 10¦
18. Um pedaço de madeira, de densidade 6,0 × 10£ kg/m¤,
possuindo massa de 12 t, flutua na água do lago de
densidade 1,0 × 10¤ kg/m¤. Em equilíbrio, a parte submersa
da madeira apresenta volume, em m3, de
a) 1,2 × 10¢
b) 6,0 × 10¢
c) 1,2 × 10£
d) 6,0 × 10£
e) 1,2 × 10¤
19. José aperta uma tachinha entre os dedos, como
mostrado nesta figura:
a) V1 = V2 = V3 b) V1 < V3 < V2 c) V1 = V3 < V2
d) V3 < V1 < V2 e) V1 < V2 = V3
21. (Fuvest 2005) A janela retangular de um avião, cuja
cabine é pressurizada, mede 0,5 m por 0,25 m. Quando o
avião está voando a uma certa altitude, a pressão em seu
interior é de, aproximadamente, 1,0 atm, enquanto a pressão
ambiente fora do avião é de 0,60 atm. Nessas condições, a
janela está sujeita a uma força, dirigida de dentro para fora,
igual ao peso, na superfície da Terra, da massa de
a) 50 kg
b) 320 kg
c) 480 kg
d) 500 kg
e) 750 kg
obs.:1 atm = 10¦ Pa = 10¦ N/m£
22. (Ita 2005) A pressão exercida pela água no fundo de um
recipiente aberto que a contém é igual a P(atm)+10.10¤ Pa.
Colocado o recipiente num elevador hipotético em
movimento, verifica-se que a pressão no seu fundo passa a
ser de P(atm)+4,0.10¤ Pa. Considerando que P(atm) é a
pressão atmosférica, que a massa específica da água é de
1,0 g/cm¤ e que o sistema de referência tem seu eixo vertical
apontado para cima, conclui-se que a aceleração do elevador
é de
a) -14 m/s£
b) -10 m/s£
c) -6 m/s£
d) 6 m/s£
e) 14 m/s£
23. (Uel 2005) O vôo de um avião depende do acoplamento
A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no
indicador.
Sejam F(i) o módulo da força e p(i) a pressão que a tachinha
faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas
grandezas são, respectivamente, F(p) e p(p).
Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar
que
a) F(i) > F(p) e p(i) = p(p).
b) F(i) = F(p) e p(i) = p(p).
c) F(i) > F(p) e p(i) > p(p).
d) F(i) = F(p) e p(i) > p(p).
20. (Enem 2005) Os três recipientes da figura têm formas
diferentes, mas a mesma altura e o mesmo diâmetro da
boca. Neles são colocados líquido até a metade de sua
altura, conforme indicado nas figuras. Representando por V1,
V2 e V3 o volume de líquido em cada um dos recipientes,
tem-se
de vários fatores, dentre os quais se destaca o formato de
suas asas, responsáveis por sua sustentação no ar. O
projeto das asas é concebido de tal maneira que, em um
mesmo intervalo de tempo, uma corrente de ar passando
acima da asa tem que percorrer um caminho maior que uma
corrente de ar que passa abaixo dela. Desde que a
velocidade do avião seja adequada, isso permite que ele se
mantenha no ar. Assinale a alternativa que identifica
corretamente a razão para que isso aconteça.
a) A velocidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da
asa, ocasionando uma pressão maior acima da asa.
b) A velocidade do ar acima da asa é menor do que abaixo
da asa, ocasionando uma pressão menor acima da asa.
c) A velocidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da
asa, ocasionando uma pressão maior abaixo da asa.
d) A densidade do ar acima da asa é menor do que abaixo da
asa, ocasionando uma pressão menor abaixo da asa.
e) A densidade do ar acima da asa é maior do que abaixo da
asa, ocasionando uma pressão maior abaixo da asa.
24. (Ufpe 2005) Uma plataforma retangular com massa de
90 toneladas deve ser apoiada por estacas com seção
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pag.4
25. (Ufscar 2005) Na garrafa térmica representada pela
figura, uma pequena sanfona de borracha (fole), ao ser
pressionada suavemente, empurra o ar contido em seu
interior, sem impedimentos, para dentro do bulbo de vidro,
onde um tubo vertical ligando o fundo do recipiente à base da
tampa permite a retirada do líquido contido na garrafa.
27. (Fgv 2005) O macaco hidráulico consta de dois êmbolos:
um estreito, que comprime o óleo, e outro largo, que
suspende a carga. Um sistema de válvulas permite que uma
nova quantidade de óleo entre no mecanismo sem que haja
retorno do óleo já comprimido. Para multiplicar a força
empregada, uma alavanca é conectada ao corpo do macaco.
Pingüim
transversal quadrada de 10 cm por 10 cm. Sabendo que o
terreno onde as estacas serão fincadas suporta uma pressão
correspondente a 0,15 tonelada por cm£, determine o número
mínimo de estacas necessárias para manter a edificação em
equilíbrio na vertical.
a) 90
b) 60
c) 15
d) 6
e) 4
Tendo perdido a alavanca do macaco, um caminhoneiro de
massa 80 kg, usando seu peso para pressionar o êmbolo
pequeno com o pé, considerando que o sistema de válvulas
não interfira significativamente sobre a pressurização do
óleo, poderá suspender uma carga máxima, em kg, de
Dados:
diâmetro do êmbolo menor = 1,0 cm
diâmetro do êmbolo maior = 6,0 cm
aceleração da gravidade = 10 m/s£
a) 2 880.
b) 2 960.
c) 2 990.
d) 3 320.
e) 3 510.
Considere que o fole está pressionado em uma posição fixa e
o líquido está estacionado no interior do tubo vertical próximo
à saída. Pode-se dizer que, nessas condições, as pressões
nos pontos 1, 2, 3 e 4 relacionam-se por
a) Pj = P‚ > Pƒ > P„.
b) Pj = P„ > P‚ = Pƒ.
c) Pj = P‚ = Pƒ > P„.
d) Pj > P‚ > Pƒ > P„.
e) Pj > P„ > Pƒ > P‚.
26. (Cesgranrio) Uma mangueira de plástico transparente,
contendo um pouco d'água, é suspensa por duas
extremidades, junto a uma parede vertical, ficando sua parte
central apoiada em um prego (P). As figuras mostram três
situações para a mangueira, com diferentes configurações
para a água em seu interior.
Das situações apresentadas, é (são) possível (eis):
a) apenas a I.
b) apenas a II. c) apenas a I e a II.
d) apenas a I e a III.
e) a I, a II e a III.
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28. (Pucpr) Um estudante decidiu fazer uma experiência.
Para isto:
1- Providenciou uma "bolsa de água quente"2 - Fez um
orifício na tampa e adaptou neste a extremidade de um tubo
de plástico de aproximadamente 5 mm de diâmetro.
(Conforme figura)3 - Apoiou a bolsa sobre uma superfície
horizontal e colocou sobre a bolsa um pacote com massa de
5 kg.4 - Expirou o ar de seus pulmões na extremidade oposta
do tubo e verificou, com surpresa, que conseguia com a
simples pressão de seus pulmões transferir o ar para a bolsa,
aumentando o seu volume e, em conseqüência, suspender a
massa nela apoiada.O aluno estava verificando:
a) o Princípio de Arquimedes.
b) o Princípio de Pascal.
c) a conservação da quantidade de movimento.
d) a Primeira Lei de Newton.
e) a Segunda Lei de Newton.
pag.5
29. (Ufes) A tubulação da figura a seguir contém líquido
incompreessível que está retido pelo êmbolo 1 (de área igual
a 10,0cm£) e pelo êmbolo 2 (de área igual a 40,0cm£). Se a
força ùj tem módulo igual a 2,00N, a força ù‚, que mantém o
sistema em equilíbrio, tem módulo igual a
Nessas condições, é correto afirmar que:
a) pM = 2pN
b) pM = pN
c) pM > pN
d) pM < pN
e) Nada se pode afirmar a respeito das pressões.
a) 0,5 N
d) 500,0 N
b) 2,0 N
e) 800,0 N
c) 8,0 N
30. (Fatec 2005) Uma piscina possui 10 m de comprimento,
5,0 m de largura e 2,0 m de profundidade e está
completamente cheia de água.
A pressão no fundo da piscina, em N/m£, vale
a) 2,0 × 10¦
b) 1,8 × 10¦
c) 1,6 × 10¦
d) 1,4 × 10¦
e) 1,2 × 10¦
Dados: densidade da água = 1,0 × 10¤ kg/m¤ pressão
atmosférica local = 1,0 × 10¦ N/m£ aceleração da gravidade
local = 10 m/s£
31. (Puccamp 2005) O cientista John Dalton é bastante
conhecido elas suas contribuições para a Química e a Física.
Descreveu a forma e o uso de vários instrumentos de
meteorologia, fazendo considerações sobre a variação da
altura barométrica. Além disso, Dalton descreveu uma
doença hereditária que o impossibilitava de distinguir a cor
verde da vermelha. Essa doença hereditária, causada por
uma alelo recessivo ligado ao cromossomo X, recebeu o
nome de daltonismo.
Para medir pequenos valores de altitudes pode-se utilizar um
barômetro fazendo a seguinte correspondência: para cada
100 m de altitude acima do nível do mar, 1,0 cm de mercúrio
a menos na leitura do barômetro. Suponha um barômetro no
qual se substitua o mercúrio por outro líquido com 1/4 da
densidade do mercúrio, e que se leve esse barômetro a uma
cidade a 900 m acima do nível do mar. Nessas condições, a
leitura desse barômetro seria, em metros desse outro líquido,
igual a
Dado: pressão atmosférica ao nível do mar = 76 cm Hg
a) 3,06 b) 2,94 c) 2,68 d) 2,28 e) 2,04
32. (Pucpr 2005) A figura mostra um tubo em U, aberto nas
duas extremidades. Esse tubo contém dois líquidos que não
se misturam e que têm densidades diferentes. Sejam pM e
pN as pressões nos pontos M e N, respectivamente. Esses
pontos estão no mesmo nível, como indicado pela linha
tracejada, e as densidades dos dois líquidos são tais que dM
= 2dN.
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33. (Uerj 2005) Para um mergulhador, cada 5 m de
profundidade atingida corresponde a um acréscimo de 0,5
atm na pressão exercida sobre ele. Admita que esse
mergulhador não consiga respirar quando sua caixa toráxica
está submetida a uma pressão acima de 1,02 atm.Para
respirar ar atmosférico por um tubo, a profundidade máxima,
em centímetros, que pode ser atingida pela caixa torácica
desse mergulhador é igual a:
a) 40
b) 30
c) 20
d) 10
34. (Ufg 2006) O granito é o mineral mais abundante na
crosta terrestre e quebra-se sob uma pressão maior do que
10© N/m£. Assim, um cone de granito, na superfície da Terra,
não pode ter mais do que 10km de altura, em razoável
acordo com a altura do monte mais elevado do planeta.
Como a aceleração da gravidade em Marte é cerca de 40%
da aceleração da gravidade na Terra, a montanha de granito
mais alta de Marte poderia atingir a altura de
Dado: g (Terra) = 10 m/s£
a) 4 km
b) 10 km
c) 12 km
d) 25 km
e) 75 km
35. (Fuvest) Uma esfera de volume 0,6 cm¤ tem massa
mj=1,0g. Ela está completamente mergulhada em água e
presa, por um fio fino, a um dos braços de uma balança de
braços iguais, como mostra a figura a seguir. É sabido que o
volume de 1,0g de água é de 1,0cm¤.
Então a massa m‚ que deve ser suspensa no outro braço da
balança, para mantê-la em equilíbrio é:
a) 0,2 g b) 0,3 g c) 0,4 g d) 0,5 g e) 0,6 g
pag.6
36. (Fuvest 2006) Um recipiente cilíndrico vazio flutua em
um tanque de água com parte de seu volume submerso,
como na figura (fig. 1). O recipiente possui marcas graduadas
igualmente espaçadas, paredes laterais de volume
desprezível e um fundo grosso e pesado. Quando o
recipiente começa a ser preenchido, lentamente, com água, a
altura máxima que a água pode atingir em seu interior, sem
que ele afunde totalmente, é melhor representada por
mergulhados em líquidos e não pode ser aplicado para
gases.
c) Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre
uma força vertical para cima e igual em módulo ao peso do
fluido deslocado.
d) Se um corpo afunda na água com velocidade constante, o
empuxo sobre ele é nulo.
e) Dois objetos de mesmo volume, quando imersos em
líquidos de densidades diferentes, sofrem empuxos iguais.
40. (Pucsp 2005) Uma bolinha de certo material, quando
colocada em um líquido 1, fica em equilíbrio com metade de
seu volume imerso. Quando colocada em outro líquido 2, a
mesma bolinha fica em equilíbrio com 20% de seu volume
acima da superfície do líquido.
37. (Ita 2005) Um pequeno objeto de massa m desliza sem
atrito sobre um bloco de massa M com o formato de uma
casa (veja figura). A área da base do bloco é S e o ângulo
que o plano superior do bloco forma com a horizontal é ‘. O
bloco flutua em um líquido de densidade ›, permanecendo,
por hipótese, na vertical durante todo o experimento. Após o
objeto deixar o plano e o bloco voltar à posição de equilíbrio,
o decréscimo da altura submersa do bloco é igual a
a) m sen ‘/S›
d) m/S›
b) m cos£‘/S›
e) (m + M)/S›
c) m cos ‘/S›
38. (Puc-rio 2006) O centro geométrico de cubo de lado Ø =
1,0m encontra-se dentro de um tanque de mergulho,
exatamente no nível da superfície. Sabendo-se que a
densidade da água › é de 1 g/cm¤ e tomando como
aceleração da gravidade g=10m/s£, a diferença de pressão
entre as faces inferior e superior do cubo em pascal vale:
a) 1000.
b) 1500.
c) 3000.
d) 4500.
e) 5000.
Se a densidade do líquido 1 é igual a 1,20 g/cm¤, qual é a
densidade do líquido 2 em g/cm¤?
a) 0,48 b) 0,75 c) 1,25 d) 1,33 e) 2,0
41. (Pucsp 2006) Leia a tira a seguir:
Em relação à flutuação do gelo, motivadora da história,
considere as afirmativas:
I - O gelo, sendo água concentrada, não consegue separar a
água líquida e afundar e, por causa disso, flutua.
II - O gelo flutua em água porque o valor de sua densidade é
menor que o valor da densidade da água.
III - Se um cubo de gelo de massa 20 g estiver boiando em
água, atuará sobre ele um empuxo de 20 gf.
IV - Se um cubo de gelo de 20 g derreter inteiramente em um
copo completamente cheio de água, 20 mL de água
entornarão.
Somente está correto o que se lê em
a) I e III
b) II, III e IV
c) II e IV
d) I e IV
e) II e III
39. (Pucpr 2005) O empuxo é um fenômeno bastante
familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você
pode levantar alguém dentro de uma piscina em comparação
com tentar levantar o mesmo indivíduo fora da água, ou seja,
no ar.De acordo com o princípio de Arquimedes, que define
empuxo, marque a proposição correta:
a) Quando um corpo flutua na água, o empuxo recebido pelo
corpo é menor que o peso do corpo.
b) O princípio de Arquimedes somente é válido para corpos
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pag.7
42. (Ueg 2005) O gelo é água sólida e bóia na água líquida.
O corpo humano é noventa por cento água e também bóia
em água. O óleo de cozinha não é água, mas bóia na água.
De acordo com essas informações, pode-se afirmar que a
flutuação de corpos imersos em líquidos depende
a) somente da densidade relativa entre o corpo e o líquido.
b) somente da densidade absoluta do corpo.
c) somente da densidade absoluta do líquido.
d) da densidade absoluta do líquido e do formato
hidrodinâmico do corpo imerso.
e) de múltiplos fatores, os quais não foram citados todos
aqui.
43. (Uerj 2005) Alguns peixes podem permanecer em
repouso, isto é, em equilíbrio estático, dentro d'água. Esse
fato é explicado fisicamente pelo Princípio de Arquimedes,
onde atua a força denominada empuxo.Nessa situação de
equilíbrio, a expressão que apresenta o mesmo valor tanto
para grandezas associadas ao peixe como para a água
deslocada por ele é:
a) peso/área
b) massa/volume
c) peso × área d) massa × volume
(http://www.votre-rezo.com/infoz/insolite/news2.php3)Dados:massa do caminhão Mc = 1.560 kg;- massa total dos
tambores mÛ= 120 kg;- volume total dos tambores VÛ = 2400
litros;- massa de cada um dos cubanos m = 70 kg;densidade da água › = 1,0 g/cm¤ = 1,0 kg/litro.Supondo que
apenas os tambores são responsáveis pela flutuação de todo
o sistema, é correto afirmar que o número máximo de
passageiros que o "caminhão balsa" poderia transportar é
igual a:
a) 8
b) 9
c) 10
d) 11
e) 12
46. (Ufmg 2005) De uma plataforma com um guindaste, fazse descer, lentamente e com velocidade constante, um bloco
cilíndrico de concreto para dentro da água. Na Figura I, está
representado o bloco, ainda fora da água, em um instante tj
e, na Figura II, o mesmo bloco, em um instante t‚ posterior,
quando já está dentro da água.
Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a tensão
no cabo do guindaste em função do tempo.
44. (Uerj 2005) Uma rolha de cortiça tem a forma de um
cilindro circular reto cujo raio mede 2 cm. Num recipiente com
água, ela flutua com o eixo do cilindro paralelo à superfície.
Sabendo que a massa específica da cortiça é 0,25 g/cm¤ e
que a da água é 1,0 g/cm¤, a correta representação da rolha
no recipiente está indicada em:
47. (Ufpel 2005) Ar e água são fluidos sem os quais não
45. (Uff 2005) Recentemente, alguns cubanos tentaram
entrar ilegalmente nos Estados Unidos. Usaram um
caminhão Chevrolet 1951 amarrando-o em vários tambores
de óleo vazios, utilizados como flutuadores. A guarda
costeira americana interceptou o caminhão próximo ao litoral
da Flórida e todos os ocupantes foram mandados de volta
para Cub
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sobrevivemos. No entanto, a água não é nosso ambiente
natural, haja vista os cuidados necessários aos
mergulhadores para que, frente às pressões a que se
submetem, não sofram problemas, que podem ser fatais.
Uma constatação simples dos efeitos causados pela
mudança de meio sobre os corpos pode ser feita com o
auxílio de objetos mergulhados na água. A partir dessas
observações, considere que um bloco metálico está
suspenso no ar, por um dinamômetro que marca 12N.
Quando o corpo está inteiramente imerso na água, o
dinamômetro marca 10N.
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Sendo a densidade da água 1,0×10¤kg/m¤ e g=10m/s£, é
correto afirmar que o volume do corpo
a) será de 0,012 m¤.
b) será de 12,0 cm¤.
c) não pode ser determinado, pois a densidade do bloco
metálico é desconhecida.
d) será de 200 cm¤.
e) não pode ser determinado devido ao desconhecimento do
valor do empuxo.
48. (Ufpel 2005)
cilindro, devido às pressões da água, não se cancelam aos
pares.
III. A resultante de todas as forças causadas pelas pressões
que atuam no cilindro é a força de empuxo.
IV. O empuxo depende da inclinação do eixo do cilindro para
uma mesma profundidade do seu centro de massa.
Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras.
b) Somente a afirmativa I é verdadeira.
c) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
d) Somente a afirmativa IV é verdadeira.
e) As afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras.
50. (Ufsc 2006) Um corpo C, de formato cúbico, tem massa
igual a 0,08 kg e massa específica igual a 800 kg/m¤. Ele é
mantido inicialmente submerso, em repouso, em um líquido
de massa específica igual a 1200 kg/m¤ também em repouso
em um tanque. A parte superior desse corpo está a uma
distância d = 4 m da superfície do líquido, como está
representado na figura a seguir.
A expressão "Isso é apenas a ponta de um iceberg" - muito
usada conotativamente, hoje em dia, para mostrar que se vê
apenas uma parte muito pequena de um problema, ficando o
resto "escondido" - faz referência a uma situação física.
Assinale a alternativa cujos dados se relacionam
corretamente com essa situação.
a) o Poder das Pontas e a Rigidez Dielétrica.
b) Arquimedes e o Teorema do Empuxo.
c) Pascal e o Princípio da Prensa Hidráulica.
d) Newton e o Princípio da Ação e Reação.
e) A Lei de Stevin e a Diferença de Pressão.
49. (Ufpr 2006) Em meados do ano de 2005, o minisubmarino russo Priz, em operações de treinamento no
Oceano Pacífico, ficou preso ao cabo de fixação de uma
antena usada para monitorar o fundo do mar. A situação está
ilustrada na figura a seguir, onde A é a antena em formato
cilíndrico e B é a âncora que mantém o conjunto fixo ao
fundo do mar.
Com base nos conceitos de hidrostática, considere as
seguintes afirmativas:
I. Devido à pressão da água, a lateral do cilindro está sujeita
a forças que se cancelam aos pares.
II. As forças que atuam nas bases superior e inferior do
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Em um determinado instante, o corpo é solto e, após um
certo intervalo de tempo, aflora à superfície do líquido.
Desprezando qualquer tipo de atrito e desconsiderando a
força de empuxo do ar sobre o corpo, assinale a(s)
proposição(ões) CORRETA(S).
(01) O módulo da força de empuxo que o líquido exerce no
corpo C, na posição mostrada na figura acima, é maior que o
módulo da força peso desse corpo.
(02) Imediatamente após ser liberado, o corpo C adquire um
movimento retilíneo uniforme vertical para cima.
(04) O trabalho realizado pela força de empuxo que o líquido
exerce sobre o corpo C, no percurso d, é igual a 4,8 J.
(08) Quando o corpo C estiver flutuando livremente na
superfície do líquido, terá 1/3 de seu volume submerso.
(16) Um outro corpo, de volume igual ao do corpo C,
somente permaneceria em equilíbrio quando totalmente
imerso nesse líquido se o seu peso tivesse módulo igual a
1,2 N.
51. (Ufu 2005) Próximo aos pólos da Terra, podemos
observar a presença de icebergs nos oceanos, dificultando a
navegação, uma vez que grande parte deles está submersa
e não pode ser vista pelo navegador.Dados: densidade
aproximada da água do mar: 1,0 g/cm¤densidade aproximada
do gelo: 0,9 g/cm¤A fração do iceberg que pode ser
observada pelo navegador é
a) 0,9. b) 0,1. c) 0,2. d) 0,8.
52. (Ufv) Um corpo com densidade de 5,0 g/cm¤ está
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totalmente imerso em um líquido com densidade de 2,0
g/cm¤. Desprezando o atrito com o líquido e sendo g a
aceleração da gravidade, é CORRETO afirmar que o corpo,
ao ser abandonado dentro do líquido, afundará com uma
aceleração igual a:a) 2g/5b) gc) 7g/5d) 4g/5e) 3g/5
8. a) ÐV = 25,2 m¤
b) O Mar Vermelho devido a maior
salinidade que este mar apresenta.
9. a) v = 1,46 × 10¦ m¤
b) F = 7,5 × 10§ N
10. a)
53. (Unifesp 2005) A figura representa um cilindro flutuando
na superfície da água, preso ao fundo do recipiente por um
fio tenso e inextensível.
54. (Uerj) Suponha que todas as dimensões lineares de uma
pessoa dobrem de tamanho e sua massa específica fique
constante.Quando ela estiver em pé, o fator de aumento da
razão entre o peso e a força de resistência dos ossos das
pernas corresponderá a:
a) 1
b) 2
c) 4
d) 8
T: Força elástica, causada pela (distensão da) mola
E: Empuxo, causado pela (pressão da) água
P: Peso, causado pela (atração gravitacional da) Terra
b) 7,0 cm.
c) 0,40 s.
11. 1,0 s
12. 20 N.
13. 2,0 m/s£
14. A diferença na leitura da balança corresponde a ao
empuxo sofrido pela mão ao ser mergulhada. No caso da
água cada 1 N de empuxo corresponde ao deslocamento de
100 cm¤. Como houve uma variação de 4,5 N isto
corresponde a 450 cm¤.
15. a) 0,75g/cm¤ ou 7,5 . 102kg/m¤ b) 0,15N ou 1,5 . 10−¢N
16. [B] 17. [E] 18. [A] 19. [D] 20. [B] 21. [D] 22. [C]
23. [C] 24. [D] 25. [C] 26. [A] 27. [A] 28. [B] 29. [C]
30. [E] 31. [C] 32. [B] 33. [C] 34. [D] 35. [C] 36. [C]
37. [B] 38. [E] 39. [C] 40. [B] 41. [E] 42. [A] 43. [B]
44. [B] 45. [C] 46. [C] 47. [D] 48. [B] 49. [C]
50. 01 + 04 + 16 = 21
51. [B] 52. [E] 53. [C] 54. [B]
Pingüim
Acrescenta-se aos poucos mais água ao recipiente, de forma
que o seu nível suba gradativamente. Sendo E o empuxo
exercido pela água sobre o cilindro, T a tração exercida pelo
fio sobre o cilindro, P o peso do cilindro e admitindo-se que o
fio não se rompe, pode-se afirmar que, até que o cilindro
fique completamente imerso,
a) o módulo de todas as forças que atuam sobre ele
aumenta.
b) só o módulo do empuxo aumenta, o módulo das demais
forças permanece constante.
c) os módulos do empuxo e da tração aumentam, mas a
diferença entre eles permanece constante.
d) os módulos do empuxo e da tração aumentam, mas a
soma deles permanece constante.
e) só o módulo do peso permanece constante; os módulos do
empuxo e da tração diminuem.
Gabarito
1. a) 1, 0 × 10ª kg
b) 167 gotas
2. a) O avião decola a partir do instante de 10 s, pois é a
partir deste instante que a força de sustentação supera o
peso da aeronave, que é de 3000 N.
b) Ðp = 60 N/m£
3. 50 cm.
4. 1,6 m.
5. Para o caso particular da água uma coluna de 10m de
altura realiza em sua base uma pressão de 1atm. Para se
obter uma pressão total de 1000atm, considerando que 1atm
é da própria atmosfera. Assim a coluna de água corresponde
a 1000 - 1 = 999atm. São necessários 10m para 1atm, logo
para 999atm serão necessários 9990m.
6. a) 2,4 . 10¦ Pa b) 48 N
7. a) Os valores obtidos por Boyle confirmam que o produto
pressão e volume do gás permanece constante.
b) p = 3,1 . 10¦Pa
Mecânica - Lista 16 - Hidrostática - Pingüim
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