a magnitude dessa força, em newtons, é igual a:

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1 1. (Uerj 016) 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 a magnitude dessa força, em newtons, é igual a: 10 m s, a) 0,1 b) 0, c) 1,0 d),0. (Ufu 015) 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 / s, 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 9

2 c) d). (Pucrj 015) 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 0 com a vertical, como mostrado na figura. Dados: g 10m s sen00,50 cos00,87 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 de 9

3 d) 10 e) (Acafe 014) 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 0,6. Sabendo-se que o ângulo entre a força de tração e a horizontal é 0, 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) 5 b) 1 c) 10 d) (Ufpr 01) Três blocos de massas m 1, m e m, 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 m 1 está sobre uma superfície horizontal. Assinale a alternativa que apresenta corretamente (em função de m1 e m ) o coeficiente de atrito estático entre o bloco de massa m1 e a superfície em que ele está apoiado. Página de 9

4 m a) m 1 m1 b) m c) d) m m 1 m m 1 m1 e) m 6. (G1 - cftmg 016) 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 9

5 7. (Pucrs 016) 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 016) 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 / s, o valor da densidade do líquido, em g / cm, encontrado pelo estudante, é igual a: a),6 b) 1,0 c) 1,6 Página 5 de 9

6 d),0 e) 0,8 9. (Pucrj 015) Uma bola de isopor de volume 100 cm 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 / s ρ água a) 0,80 b) 800 c) 980 d) 1,0 e) 0,98 ρisopor 1000 kg / m ; 0 kg / m 10. (Pucmg 015) A densidade do óleo de soja usado na alimentação é de aproximadamente 0,80 g / cm. O número de recipientes com o volume de 1litro que se podem encher com 80 kg desse óleo é de: a) 100 b) 0 c) 500 d) (Fuvest 015) 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 9

7 Note e adote: - π 5-1atm 10 N / m - aceleração local da gravidade 10 m / s a) 1,1atm b) 1, atm c) 1,4 atm d) 1,8 atm e), atm 1. (Epcar (Afa) 015) A figura abaixo representa um macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de raios RA 60 cm e RB 40 cm, respectivamente. Esse dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 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 9

8 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, 4 a) 4 e,0 10 b) 4 e 5, c) 16 e,0 10 d) 16 e 1, (Pucmg 015) 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 5 equivalente a 1,0 10 N / m. Considerando-se que a densidade da água seja de 1,0 10 kg / m e a aceleração da gravidade g = 10 m/s, 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 015) 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 9

9 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 014) Um bloco de madeira homogêneo tem volume de 50 cm 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) 0 d) 0 e) (Uece 014) Considere um cubo imerso em água, conforme a figura a seguir. Página 9 de 9

10 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) F I b) F II c) F III d) F IV 17. (Fmp 014) 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) P π c) 4P π d) e) π P π P 4 Página 10 de 9

11 18. (Upe 014) Um bloco de volume V = 0,5 m e massa 0,05 kg está preso a um fio ideal e completamente imerso em um líquido de densidade ρ 400 kg / m 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 014) Um passeio de balão é uma das atrações para quem visita a Capadócia, na Turquia. Página 11 de 9

12 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. 0. (Enem 01) 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 1 de 9

13 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. 1. (Ufsm 01) 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) 00 P. c) P. 00 d) 400 P. e) P (Uerj 01) Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na qual as forças F 1 e F atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II. Página 1 de 9

14 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. F A razão F 1 corresponde a: a) 1 b) 6 c) d) entre as intensidades das forças, quando o sistema está em equilíbrio,. (G1 - cftmg 01) 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/s, será a),0. b) 4,0. c) 6,0. d) 8,0. 4. (Uff 01) 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 9

15 Comparando os valores da pressão (p) no fundo do submarino e do empuxo (E) sobre o submarino quando os tanques estão cheios (p c,e c) com os valores das mesmas grandezas quando os tanques estão vazios (p v,e v) é correto afirmar que a) pc p v, Ec E v. b) pc p v, Ec E v. c) pc p v, Ec E v. d) pc p v, Ec E v. e) pc p v, Ec E v. 5. (Enem 01) O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 0 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) h 1. b) h. c) h. Página 15 de 9

16 d) h 4. e) h 5. Página 16 de 9

17 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. F tg 45 F P tg 45 m g(1) 0,01(10) F 0,1 N. P Resposta da questão : [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 9

18 T (m m ) g trab and m T (80kg 90kg) N s 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. T (mtrab m and) g m (80kg 90kg) 10 s 1700 N T 850 N Resposta da questão : [B] Decompondo as forças nas direções horizontal e vertical, temos o diagrama de corpo livre representado na figura abaixo: Página 18 de 9

19 Nota-se que a força normal é devida à força F x sendo iguais em módulo. N Fx N F sen 0 (1) Com o peso do corpo, podemos descobrir o valor da força F y Fy P Fcos 0 m g m g F cos 0 () Substituindo () em (1): m g N sen 0 N m g tan0 cos 0 10 N 1kg10 m / s N 5,8 N 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 9

20 Como se trata de uma situação de equilíbrio, temos: T m g I N Ty M g N T sen 0 M g II Fat T x Fat T cos0 III (I) em (II): 1 N m g sen 0 M g N m10 N m IV Na iminência de escorregar, a força de atrito estática no paciente atinge valor máximo. Substituindo (IV) em (III): μ N m gcos0 0, m m 10 0, , m 8,7 m 10 m 10 m 1 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 T cos60 T 1 m.gcos60 T 1 (01) Isolando o bloco 1 μn 1 μ.m 1.g T1 (0) Página 0 de 9

21 1 m Igualando 0 e 01, vem: μm1g mg. μ. m 1 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 d ág 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 P T 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 1 de 9

22 P Pap 50 N 40 N E P Pap μ V g μ μ Vg 1 1m 10 cm 10 m / s 100 cm μ 10 kg / m g / cm 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 ρ V g () líquido corpo Usando o peso: P m g ρ V g () corpo corpo Substituindo as equações () e () na equação (1) e Isolando a tração, ficamos com: T ρ V g ρ V g líquido líquido corpo corpo T ρ ρ V g Substituindo os dados no Sistema Internacional de Unidades: Página de 9

23 1m T 1000 kg / m 0 kg / m 100 cm 10 m / s 100 cm T 0,98 N Resposta da questão 10: [A] Dados: d 0,8 g/cm 0,8 kg/l; m 80 kg. Calculando o volume ocupado por 80 kg de óleo: m m 80 d V V 100 L. V d 0,8 Como o volume de cada recipiente é 1 L, podem ser enchidos 100 recipientes. Resposta da questão 11: [C] Dados: m 48 g 4810 kg; g 10 m/s ; d 4 mm 410 m; π. 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: P mg Fgas P F atm pgas p atm pgas p atm A d π pgas 110 0, ,4 10 N/m 4 10 pgas 1,4 atm. Resposta da questão 1: [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: p A p B Usando a definição de pressão como a razão entre a força F e a área A, ficamos com: Página de 9

24 F A A A F A B B Fazendo a razão entre as forças e calculando as áreas dos pistões FB AB FB π 40 cm F B 16 FA AA FA π 60 cm FA Já o trabalho W realizado para erguer o automóvel é: W F h W m gh W 1000 kg10 m / s m 4 W 10 J Resposta da questão 1: [A] 5 Dados: p 110 N/m ; d 10 kg/m ; g 10 m/s. Aplicando o Teorema de Stevin: p 10 p d g h h h 10 m. dg 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 4 de 9

25 Então: V V d V 50 cm 0,80 40 cm submerso submerso 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 A 1 e A. Aplicando o Teorema de Pascal: F P F P 4P F. A A1 D π D π 4 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 0,5m ; ρ 400 kg/m ; g 10 m/s ; T 89,5N. A figura mostra as forças agindo no bloco. Página 5 de 9

26 Do equilíbrio: F T P E F ρ g V m g T N F ,5 0, ,5 N F 910 N. 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 0: [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 1: [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 : [A] Pelo teorema de Pascal aplicado em prensas hidráulicas, temos: Página 6 de 9

27 F A F A 1 1 O volume dos cilindros é dado por: V A.h. Nas condições apresentadas no enunciado, temos: V 4.V1 A.h 4.A 1.h 1 A.h 4.A 1.h A 1.A1 Assim: F1 F F 1 A1 1A1 F1 Resposta da questão : [B] Dados: M = 0,5 kg; T = N; g = 10 m/s. As figuras a seguir ilustram a situação. Na figura 1 o corpo está em equilíbrio: E T P E P T E P newtons. Página 7 de 9

28 Na figura, o fio é cortado. Desprezando forças de viscosidade, temos: E P m a 0,5 a a 0,5 a 4 m/s. Resposta da questão 4: [A] De acordo com o enunciado, com os tanques vazios o submarino estará na superfície da água e apresentará valores de p v, para a pressão hidrostática em seu fundo, e E v, para a força de empuxo. Com os tanques cheios o submarino estará totalmente imerso na água e apresentará valores p c e E c, 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; p 0 : 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 p c e p v está na profundidade h: Página 8 de 9

29 h' h p p c v Cálculo da força de empuxo que atua no submarino De acordo com o princípio de Arquimedes: E: força de empuxo que atua no submarino; d: densidade do líquido (água); v: volume da parte imersa do submarino; g: aceleração da gravidade. E d.v.g onde: A única diferença entre E c e E v está no volume da parte imersa do submarino v: V' V E E c v Resposta da questão 5: [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, h. Página 9 de 9