FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 05 HIDROSTÁTICA REVISÃO GERAL

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 05 HIDROSTÁTICA REVISÃO GERAL

2 Fixação 1) A figura ao lado representa um cilindro constituído por três partes de volumes iguais a V. A parte de baixo é de ferro maciço e homogêneo, cuja densidade é de 7,5 g/cm 3, as duas partes de cima são de alumínio, cuja densidade é igual a 2,7 g/cm 3. Determine a densidade do cilindro. V V alumínio V ferro

3 Fixação 2) É de 10 5 N/m 2 a pressão atmosférica no local onde dança uma bailarina de massa 50 kg. Sabendo que ela se apoia na ponta do pé, ocupando uma área de aproximadamente 2,2 cm 2 e que no local g = 10 m/s 2, determine a relação entre a pressão exercida pela bailarina sobre a superfície e a pressão atmosférica.

4 ixação ) A figura representa um tubo em U contendo gua, aberto numa das extremidades e, na utra, ligado a um recipiente que contém um eterminado gás. Sabendo que p atm = 10 5 N/m 2, g = 10 m/s 2, ue a densidade da água é igual a 103 kg/ 3 e que a pressão do gás é 1% maior que pressão atmosférica (p atm ), determine, em entímetros, o valor do desnível h. h Gás A B

5 Fixação 4) Uma bolha de ar se forma no fundo de um tanque que contém um líquido em repouso. À medida que a bolha sobe, o seu volume: a) diminui, porque a pressão diminui; b) diminui, porque a pressão aumenta; c) permanece constante; d) aumenta, porque a pressão aumenta; e) aumenta porque a pressão diminui.

6 ixação ) Um corpo cúbico de 10cm de aresta flutua em gua. Sabe-se que a densidade do corpo é de,8 g/cm 3 e que a da água é de 1,0 g/cm 3. Um ontrapeso é colocado sobre o corpo, que passa flutuar com a face superior coincidindo com o ível da água. Determine a massa do contrapeso. M contrapeso m M

7 Fixação 6) Um barco de massa igual a 200 kg está flutuando na água. Espalham-se moedas de 10 gramas no fundo do barco, até que o volume da parte submersa passe a ser 0,25 m 3. Sabe-se que o barco continua flutuando. Qual a ordem de grandeza do número de moedas espalhadas? (Dado: massa específica da água = 1, kg/m 3 )

8 ixação ) A figura ao lado representa uma prensa hidráulica. Uma força e intensidade F 1 é exercida no êmbolo de área A 1 para erguer m corpo de peso P sobre o êmbolo maior de área 10A 1. Em elação a F 1, qual o valor da intensidade de P? F 1 A 2 = 10A 1 A 1

9 Fixação 8) Um recipiente contém dois líquidos homogêneos, imiscíveis, de densidades diferentes, em repouso. Uma esfera sólida, maciça, homogênea, permanece em equilíbrio mantendo metade de seu volume imerso em cada um dos líquidos. Determine a condição que deve ser obedecida pelas densidades dos líquidos e da esfera para que isso ocorra. A B

10 Proposto 1) Calcule a densidade da solução obtida pela mistura de 1 L de água (1 g/cm 3 ) com 0,5 L de álcool (0,8 g/cm 3 ).

11 Proposto 2) O gráfico que melhor representa a variação de pressão P num ponto interno de um líquido em equilíbrio, em função da profundidade h em que se encontra, é: P P a) b) c) P P 0 P 0 h 0 0 P d) e) P h P 0 0 h P 0 0 h 0 h

12 Proposto 3) Um cilindro metálico em equilíbrio está totalmente imerso num líquido. Preso a uma mola, o cilindro é sustentado por um fio ideal, que passa sem atrito por uma polia e que tem na outra extremidade um corpo A, como mostra a figura. Determine a compressão da mola. Dados: V C : volume do cilindro = 120 cm 3 = m 3 V L : volume do líquido deslocado = VL d C : densidade do cilindro = 11,4 g/cm 3 = 11, kg/m 3 d L : densidade do líquido = 0,8 g/cm 3 = 0, kg/m 3 k: constante elástica da mola = 1500 N/m P A : peso do corpo A = 1,0 N g = aceleração da gravidade 10 m/s 2 A C

13 Proposto 4) Um tubo em U, cuja área A tem secção uniforme e igual a 2,0 cm 2 aberto nas duas extremidades, contém água de densidade d = 1000 kg/m 3. Num dos ramos, coloca-se óleo até que o ramo fique completamente cheio. Sabendo que o nível do ramo que contém o óleo desceu 10 cm à medida que o óleo foi sendo colocado e que a densidade do óleo é de 800 kg/m 3, determine a massa de óleo no tubo.

14 Proposto 5) Na figura, as esferas maciças A e B estão ligadas por um fio ideal e o sistema está em equilíbrio. A esfera A está no interior de um líquido homogêneo de densidade 2d e a esfera B está no interior de outro líquido homogêneo de densidade 3d. Sabendo que as esferas têm raios iguais e que a esfera A tem densidade d, podemos concluir que a densidade da esfera B vale: a) d A b) 2d c) 3d d) 4d B e) 5d

15 Proposto 6) (CESGRANRIO) Põe-se um cubo de madeira a flutuar na superfície da água contida no recipiente da figura. Assinale a opção que descreve, corretamente, o comportamento do peso indicado pela balança e da pressão no fundo do recipiente, quando se passa da situação inicial, mostrada na figura, para a situação em que o cubo flutua em equilíbrio sobre a água. Balança Água Ladrão (mantém constante o nível da água) a) O peso e a pressão permanecem inalterados. b) O peso aumenta e a pressão diminui. c) O peso permanece inalterado e a pressão aumenta. d) O peso aumenta e a pressão permanece inalterada. e) O peso e a pressão aumentam.

16 Proposto 7) Para realizar a experiência que leva seu nome, Torricelli pegou um tubo de vidro, com cerca de 1 m de comprimento, fechou uma de suas extremidades e encheu-o completamente com mercúrio (figura I). Tampando a extremidade livre e invertendo o tubo, mergulhou essa extremidade em um recipiente que também continha mercúrio. Ao destampar o tubo, Torricelli verificou que o nível da coluna líquida descia até estacionar a uma altura de cerca de 76 cm acima do nível de mercúrio no recipiente (figura II). Concluiu, então, que a pressão atmosférica, p atm, atuando na superfície do líquido no recipiente, equilibrava a coluna de mercúrio e, portanto, que a pressão atmosférica equivalia à pressão exercida pelo peso da coluna de mercúrio de 76 cm. a) Se essa experiência fosse realizada na Lua, em condições tais que o mercúrio não se solidificasse, toda a coluna líquida desceria para o recipiente? Explique por quê. b) Determine a altura da coluna de mercúrio, imaginando essa experiência realizada em um planeta onde a pressão atmosférica fosse 10 vezes menor que a pressão atmosférica na Terra, e a aceleração da gravidade na superfície, 2,5 vezes menor que a aceleração da gravidade na Terra. Suponha desprezível a variação da massa específica do mercúrio com a gravidade e com a temperatura. Hg Hg P atm vácuo 76 cm P atm Hg

17 Proposto 8) Admita que a diferença de pressão entre as partes de baixo e de cima de uma asa-delta seja dada por: Δp = 1/2 ρ v 2 Em que ρ = densidade do ar = 1,2 kg/m 3 e v = a velocidade da asa em relação ao ar. a) Indique um valor razoável para a área da superfície de uma asadelta típica. b) Qual é a diferença de pressão Δp para que a asa-delta sustente uma massa total de 100 kg (asa + pessoa)? c) Qual é a velocidade da asa-delta na situação do item anterior?

18 Proposto 9) A pressão em cada um dos quatro pneus de um automóvel de massa m = 800 kg é de 30 libras-força/polegada quadrada. Adote 1,0 libra = 0,50 kg; 1,0 polegada = 2,5 cm e g = 10 m/ s 2. A pressão atmosférica é equivalente à de uma coluna de 10 m de água. a) Quantas vezes a pressão dos pneus é maior do que a atmosférica? b) Supondo que a força devida à diferença entre a pressão do pneu e a pressão atmosférica, agindo sobre a parte achatada do pneu, equilibre a força de reação do chão, calcule a área da parte achatada.