Pressão Atmosférica Empuxo

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1 1 Pressão Atmosférica Empuxo Pressão Atmosférica 1. O que se entende por pressão atmosférica? A pressão atmosférica aumenta ou diminui com a altitude? Por quê? 2. É freqüente, em restaurantes, encontrar latas de óleo com um único orifício. Nesses casos, ao virar a lata, o freguês verifica, desanimado, que após a queda de umas poucas gotas o processo estanca, obrigando a uma teimosa repetição da operação. Por que isto ocorre? Justifique. 3. Um habitante da Lua conseguiria tomar um refrigerante, usando um canudinho, como se faz aqui na Terra? Explique. 4. Verifica-se, experimentalmente, que quando se sobe 100 m na atmosfera terrestre há uma diminuição de cerca de 1 cmhg no valor da pressão atmosférica. Tendo em vista esta informação, responda às questões seguintes: a) Qual deve ser o valor da pressão atmosférica no alto do Pão de Açúcar? (altitude de 400 m); b) Um estudante mediu o valor da pressão atmosférica em sua cidade e encontrou p atm = 64 cmhg. Qual é a altitude aproximada da cidade? 5. Uma lata com dois orifícios encontra-se parada, imersa em um recipiente com água. O orifício superior comunica-se com o exterior através de uma mangueira. Ao injetarmos ar pela mangueira, é correto afirmar que a lata: a) Afundará; b) Subirá; c) Aumentará de peso; d) Permanecerá parada; e) Receberá ar pelo orifício inferior. 6. (ENEM 2009) A atmosfera terrestre é composta pelos gases nitrogênio (N 2 ) e oxigênio (O 2 ), que somam cerca de 99%, e por gases traços, entre eles o gás carbônico (CO2), vapor de água (H 2 O), metano (CH 4 ), ozônio (O 3 ) e o óxido nitroso (N 2 O), que compõem o restante 1% do ar que respiramos. Os gases traços, por serem constituídos por pelo menos três átomos, conseguem absorver o calor irradiado pela Terra, aquecendo o planeta. Esse fenômeno, que acontece há bilhões de anos, é chamado de efeito estufa. A partir da Revolução Industrial (século XIX), a concentração de gases traços na atmosfera, em particular o CO 2, tem aumentado significativamente, o que resultou no aumento da temperatura em escala global. Mais recentemente, outro fator tornou-se diretamente envolvido no aumento da concentração de CO 2 na atmosfera: o desmatamento. Considerando o texto, uma alternativa viável para combater o efeito estufa é: a) Reduzir o calor irradiado pela Terra mediante a substituição da produção primária pela industrialização refrigerada; b) Promover a queima da biomassa vegetal, responsável pelo aumento do efeito estufa devido à produção de CH 4 ; c) Reduzir o desmatamento, mantendo-se, assim, o potencial da vegetação em absorver o CO 2 da atmosfera; d) Aumentar a concentração atmosférica de H 2 O, molécula capaz de absorver grande quantidade de calor; e) Remover moléculas orgânicas polares da atmosfera, diminuindo a capacidade delas de reter calor. 7. Estudando a pressão em fluidos, vê-se que a variação da pressão nas águas do mar é proporcional a profundidade h. No entanto, a variação da pressão atmosférica, quando se sobe a montanhas elevadas, não é exatamente proporcional a altura. Isso se deve ao fato de: a) A aceleração gravitacional variar mais na água do que no ar; b) A aceleração gravitacional variar mais no ar do que na água; c) O ar possuir baixa densidade; d) A densidade do ar não ser uniforme; e) O ar não ser compressível.

2 2 8. Um garoto toma refrigerante utilizando um canudinho. Podemos afirmar corretamente que, ao puxar o ar pela boca, o menino: a) Reduz a pressão dentro do canudinho; b) Aumenta a pressão dentro do canudinho; c) Aumenta a pressão fora do canudinho; d) Reduz a pressão fora do canudinho; e) Reduz a aceleração da gravidade dentro do canudinho. 9. A camada gasosa que envolve a Terra exerce pressão sobre a superfície terrestre e sobre todos os corpos nela situados. Segundo Evangelista Torricelli, a pressão atmosférica, ao nível do mar, equivale a 760 mmhg. Com base nessas informações, se um barômetro indica, para a pressão atmosférica, o valor 70 cmhg, é possível que esse instrumento esteja situado: a) Em uma estação meteorológica qualquer. b) No alto de uma montanha. c) Em um posto salva-vidas à beira mar. d) Em um navio ancorado em um ponto qualquer. e) No terraço de um prédio de três andares, construído numa cidade litorânea. 10. Em pequenas altitudes, a pressão atmosférica diminui aproximadamente 1 cmhg a cada 100 metros acima do nível do mar. Qual é, de acordo com essa relação, a pressão atmosférica numa cidade situada a altitude de 700 m? superfície de seu corpo, quando você está em uma região ao nível do mar. 14. Quantas vezes a pressão interna de um pneu, calibrado para 32 libras, é maior do que a pressão externa ao pneu, numa cidade a 400 m de altitude. 15. Quando subimos ou descemos uma serra, é comum sentirmos uma sensação estranha nos ouvidos. Isso ocorre por causa da pressão atmosférica que varia com a altitude, a temperatura, a ação dos ventos, entre outros fatores. Diante de tal afirmação, podemos concluir que quanto mais próximos nos encontramos da superfície terrestre: a) maior a altitude. b) menor a quantidade de gases. c) menor a concentração de oxigênio. d) menor a pressão atmosférica. e) maior pressão atmosférica. 16. Para medir a pressão p exercida por um gás, contido num recipiente, utilizou-se um manômetro de mercúrio, obtendo-se os valores indicados na figura. A pressão atmosférica local, medida por um barômetro, indicava 750 mmhg. O valor de p, em mmhg, é: a) 150; b) 170; c) 750; d) 900; f) Qual é em atm, a pressão do ar contido no pneu do automóvel, recém-calibrado com 30 libras no posto de combustível? 12. Qual é o valor aproximado da pressão atmosférica em uma cidade a 500 m de altitude? Escreva a resposta em atm e em cmhg. Considere que a pressão diminui aproximadamente 1 cmhg a cada 100 m acima do nível do mar. 13. A pressão de 1 atm corresponde, aproximadamente, a 10 5 N/m 2. Calcule a força que o ar exerce sobre 10 cm 2 da 17. A figura mostra um frasco contendo ar, conectado a um manômetro (medidor de pressão) constituído por um tubo em U contendo mercúrio. O desnível indicado vale 8 cm. A pressão atmosférica é 69 cmhg. A pressão do ar dentro do frasco, em cmhg, é:

3 3 a) 61;; b) 69; c) 76; d) 77; e) O aparelho que serve para medir a pressão de um gás é denominado manômetro. Um tipo. Um tipo de manômetro muito usado consiste em um tubo em forma de U, contendo Hg, como mostra a figura abaixo. Desejando-se se medir a pressão de um gás em um reservatório, adapta-se adapta a extremidade do ramo menor do tubo ao reservatório e observa-se se o desnível de Hg nos dois ramos do manômetro. Na figura, qual é a pressão, pg, do gás no reservatório, sabendo-se se que a pressão atmosférica local vale patm = 68 cmhg? determine o valor da pressão atmosférica no local. 20. Manômetro é um instrumento utilizado para medir pressões. A figura f a seguir ilustra um tipo de manômetro, que consiste em um tubo em forma de U, contendo mercúrio (Hg), que está sendo utilizado para medir a pressão do d gás dentro do botijão. Se a pressão atmosférica local é igual a 72 cm Hg, qual é a pressão exercida pelo gás? Princípio de Arquimedes Empuxo 21. Considere um corpo mergulhado em um líquido: a) Qual é a direção e o sentido do empuxo que o líquido exerce no corpo? b) Comparando as pressões exercidas pelo líquido nas partes superior e inferior do corpo, explique por que aparece o empuxo sobre ele. 22. Uma pessoa lhe garantiu ter visto uma esfera de ferro flutuando livremente na água. Lembrando-se se que a densidade do ferro é maior do que a da água, você acha que isto é possível? Explique. 19. A medição da pressão atmosférica reinante no interior de um laboratório de Física foi realizada utilizando-se se o dispositivo representado na figura: Sabendo que a pressão exercida pelo gás, lida no medidor, é de 136 cm Hg, 23. Você já deve Ter ouvido falar que, no mar Morto, na Palestina, uma pessoa pode flutuar facilmente, com parte de seu corpo fora da água. Qual é a propriedade desta água que torna isto possível 24. Três cubos de igual volume, um de chumbo, um de ferro e um de alumínio, são mergulhados em água. Pode-se Pode afirmar que o empuxo exercido pela água sobre: a) O bloco de chumbo é maior do que o exercido sobre os outros dois blocos; blo b) O bloco de alumínio é maior do que o exercido sobre os outros dois blocos;

4 4 c) Cada bloco é o mesmo; d) Cada bloco é proporcional à sua densidade; e) Cada bloco é inversamente proporcional à sua densidade. 25. O mecanismo de submersão dos peixes está baseado numa bexiga natatória, que contém um volume variável de ar. Com relação a este mecanismo é correto afirmar que os peixes: a) Aumentam seu peso para afundar; b) Aumentam seu volume para afundar; c) Diminuem a sua densidade para afundar; d) Diminuem o empuxo sofrido para afundar; e) Diminuem seu peso para afundar. 26. Um barco flutua na água de uma piscina com um bloco de madeira dentro dele. Se este bloco for jogado na água, ficando a flutuar nesta, o nível da água da piscina irá: a) Aumentar; b) Diminuir; c) Permanecer o mesmo; d) Depender do volume do bloco; e) N.r.a. 27. Duas esferas metálicas, A e B de mesmo volume e massas diferentes, estão totalmente imersas na água. Analisando a situação, é possível afirmar que o empuxo que a água exerce nas esferas: a) É o mesmo nas duas esferas; b) É maior na esfera A; c) É maior na esfera B; d) Depende das massas das esferas; e) Depende da quantidade de água no recipiente. 28. Duas esferas maciças, A e B, de massas iguais, flutuam em equilíbrio na água. O volume de A é maior do que o de B. Conclui-se que: a) A desloca mais líquido do que B; b) A desloca menos líquido do que B; c) A e B têm pesos diferentes; d) A e B têm densidades iguais; e) A e B sofrem empuxos iguais. 29. Um corpo de massa m foi completamente submerso e acaba de ser solto, em repouso, no meio de uma piscina cheia d água, conforme a figura abaixo. Considerando esta situação, é correto afirmar que: a) As duas únicas forças que atuam sobre o corpo são o Peso, provocado pela atração da Terra, e o Empuxo, causado pela ação da água; b) Se a densidade do corpo for menor que a da água, ele subirá até a superfície e irá flutuar com 100% do seu volume emerso (fora d água); c) Se a densidade do corpo for maior que a da água, ele irá afundar até que a pressão o impeça de descer mais sob a água; d) Se a densidade do corpo for igual à da água, ele retorna à superfície e flutua com sua borda superior na mesma linha da água; e) Nenhuma. 30. Um objeto sólido e maciço é mergulhado na água. Assinale a afirmativa CORRETA. a) Se sua densidade for maior que a da água, ele afundará; b) Se sua densidade for maior que a da água, ele flutuará; c) Se ele for totalmente imerso na água, o empuxo sobre ele dependerá de sua forma; d) Se sua densidade for menor que a da água, ele afundará; e) Nenhuma. 31. Um mesmo bloco é colocado em recipientes com dois líquidos diferentes como na figura abaixo: a) Qual dos dois líquidos, 1 ou 2, é mais denso? JUSTIFIQUE;

5 5 b) O empuxo que atua sobre o bloco no líquido 1 é maior, menor ou igual ao que atua no bloco no líquido 2? 32. A figura mostra um copo com água no qual foram colocadas uma rolha de cortiça e uma moeda. Sejam P R e P M os módulos dos pesos e E R e E M os módulos dos empuxos que atuam na rolha e na moeda, respectivamente. Nessas condições, podese afirmar que: a) E R = P R e E M = P M ; b) E R = P R e E M < P M ; c) E R > P R e E M = P M ; d) E R > P R e E M < P M. e) E R = P R e E M > P M ; 33. Na figura, estão representadas duas esferas, I e II, de mesmo raio, feitas de materiais diferentes e imersas em um recipiente contendo água. As esferas são mantidas nas posições indicadas por meio de fios que estão tensionados. De acordo com a figura, responda: a) O que podemos afirmar sobre as DENSIDADES das esferas I e II, quando comparadas com a da água? JUSTIFIQUE; b) O valor do EMPUXO que atua sobre a esfera I é maior, igual ou menor que o que atua na esfera II? JUSTIFIQUE. 34. Uma placa metálica afunda ao ser colocada na água. Se dobrarmos as bordas dessa placa, construindo uma caixa, de tal forma que a água não entre, e colocando-a novamente na água, ela irá flutuar. Com base nessas informações, a explicação CORRETA para essa situação é que: a) O empuxo que a água exerce é maior na chapa; b) A caixa ficou mais leve que a chapa; c) Ao dobrar a chapa, a massa específica do metal diminui; d) A placa metálica é mais densa e a caixa é menos densa que a água; e) Nenhuma. 35. Um pedaço de parafina flutua na água e afunda no álcool. Sendo d p a densidade da parafina, d al a densidade do álcool e d a a densidade da água, é CORRETO afirmar que: a) d p < d al e d p > d a ; b) d p > d al e d p < d a ; c) d a > d al > d p ; d) d p > d al > d a ; e) d a > d al = d p ; 36. Quando um peixe morre em um aquário, verifica-se que, imediatamente após a morte, ele permanece no fundo e, após algumas horas, com a decomposição, são produzidos gases dentro de seu corpo e o peixe vem à tona (flutua). A explicação correta para esse fato é que, com a produção de gases: a) o peso do corpo diminui, diminuindo o empuxo. b) o volume do corpo aumenta, aumentando o empuxo. c) o volume do corpo aumenta, diminuindo o empuxo.

6 6 d) a densidade do corpo aumenta, aumentando o empuxo. e) a densidade do corpo aumenta, diminuindo o empuxo. 37. Consegue-se boiar na água salgada do Mar Morto com maior facilidade que em uma piscina de água doce. Isso ocorre porque: a) os íons Na+, presentes em elevada concentração na água do Mar Morto, tendem a repelir os íons positivos encontrados na pele do banhista, levando-o a flutuar facilmente. b) a densidade da água do Mar Morto é maior que a da água doce, o que resulta em um maior empuxo sobre o corpo do banhista. c) a elevada temperatura da região produz um aumento do volume do corpo do banhista, fazendo com que sua densidade seja inferior à da água desse mar. d) o Mar Morto se encontra à altitude de 390 m abaixo do nível dos oceanos e, consequentemente, o peso do banhista será menor e este flutuará com maior facilidade. e) a alta taxa de evaporação no Mar Morto produz um colchão de ar que mantém o corpo do banhista flutuando sobre a água. 38. O empuxo é um fenômeno bastante familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você pode se levantar de dentro de uma piscina em comparação com tentar se levantar de 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 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. 39. Ao chocar-se com uma pedra, uma grande quantidade de água entrou no barco pelo buraco feito no casco, tornando o seu peso muito grande. A partir do descrito, podemos afirmar que: a) a densidade média do barco diminuiu, tornando inevitável seu naufrágio. b) a força de empuxo sobre o barco não variou com a entrada de água. c) o navio afundaria em qualquer situação de navegação, visto ser feito de ferro que é mais denso do que a água. d) antes da entrada de água pelo casco, o barco flutuava porque seu peso era menor do que a força de empuxo exercido sobre ele pela água do rio. e) o navio, antes do naufrágio tinha sua densidade média menor do que a da água do rio. 40. A tragédia ocorrida com o submarino nuclear russo Kursk, que afundou no mar de Barents, com toda a tripulação, comoveu o mundo. A flutuação de um submarino é regida, basicamente, pelo princípio de Arquimedes, da hidrostática. Um submarino pode navegar em uma profundidade constante, emergir ou submergir, conforme a quantidade de água

7 7 que armazena em seu interior. Assinale a alternativa incorreta. a) Quando o submarino se mantém parado à profundidade constante, o empuxo sobre ele tem o mesmo módulo do peso do submarino. b) O empuxo sobre o submarino é igual ao peso da água que ele desloca. c) Estando as câmaras de flutuação cheias de água e expulsando a água delas, o submarino tende a emergir. d) Admitindo água do mar nas câmaras de flutuação o submarino tende a submergir. e) Expulsando a água do mar das câmaras de flutuação, o empuxo torna-se menor que o módulo de seu peso. 41. Ana lança três caixas - I, II e III -, de mesma massa, dentro de um poço com água. Elas ficam em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura: Sejam E(I), E(II) e E(III) os módulos dos empuxos sobre, respectivamente, as caixas I, II e III. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que a) E(I) > E(II) > E(III); b) E(I) < E(II) = E(III); c) E(I) = E(II) = E(III); d) E(I) > E(II) = E(III); e) E(I) = E(II) > E(III).