FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 01 HIDROSTÁTICA: INTRODUÇÃO

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1 FÍSICA - 2 o ANO MÓDULO 01 HIDROSTÁTICA: INTRODUÇÃO

2 F S F p = S

3 FN p = S F n F S

4 B h

5 p = μ g h

6 h B B h A h A

7 B A h B h A Linha de nível

8 μ A h B μ B h A

9 1,25 m ÓLEO 1,0 m ÁGUA

10 76 cm

11 Como pode cair no enem (ENEM) Júpiter, conhecido como o gigante gasoso, perdeu uma das suas listras mais proeminentes, deixando o seu hemisfério sul estranhamente vazio. Observe a região em que a faixa sumiu, destacada pela seta. (Disponivel em: Acesso em 12 de maio de 2010 [adaptado]). A aparência de Júpiter é tpicamente marcada por duas faixas escuras em sua atmosfera uma no hemisfério norte e outra no hemisfério sul. Como o gás está constantemente em movimento, o desaparecimnento da faixa no planeta relaciona-se ao movimento das diversas camadas de nuvens em sua atmosfera. A luz do Sol, refletida nessas nuvens gera a imagem que é capitada pelo telescópios, no espaço ou na Terra. O desaparecimento da faixa sul pode ter sido determinado por uma alteração: a) na temperatura da superfície do planeta. b) no formato da camada gasosa do planeta. c) no campo gravitacional gerado pelo planeta. d) na composição química das nuvens do planeta. e) na densidade das nuvens que compõe o planeta.

12 Fixação 1) Um paralelepípedo, apoiado sobre uma superfície plana e horizontal, tem arestas que medem 10 cm, 15 cm e 25 cm, respectivamente. Sendo a massa dele igual a 8 kg e a gravidade local igual a 10 m/s 2, responda: a) Apoiado sobre qual face, ele exercerá maior pressão sobre a superfície? Justifique. b) Qual a menor e a maior pressão que ele exercerá sobre a superfície em unidades do SI?

13 Fixação 2) Dois líquidos homogêneos, X e Y, têm densidades respectivamente iguais a 1,2 g/cm 3 e 1,8 g/cm 3. Mostre que se misturarmos primeiro massas iguais desses líquidos e depois volumes iguais, obteremos misturas de densidades diferentes.

14 ixação ) Um tubo que leva água para a caixa-d água de um prédio tem 10m de altura e se encontra heio de água. Considerando a gravidade local igual a 10 m/s 2 e a densidade da água igual,0 x 10 3 kg/m 3, responda: ) Qual a pressão exercida pela coluna de água na base inferior do tubo? ) A área da seção transversal o tubo tem alguma influência na pressão exercida?

15 Fixação 4) Na figura a seguir, o líquido B exerce sobre o fundo do recipiente o dobro da pressão exercida pelo líquido A. Líquido B 3 cm Líquido A 20 cm Qual a razão entre as densidades de A e de B, respectivamente?

16 ixação ) Um manômetro rústico é mostrado a seguir. Um tubo em forma de U contém mercúrio que mpede que o gás saia do recipiente. Sendo a pressão atmosférica local igual 760 mmhg, esponda: ) Qual a pressão do gás? ) Qual seria o desnível do mercúrio se a extremidade aberta fosse Gás echada e feito vácuo acima do mercúrio? 17 cm

17 Proposto 1) O comandante de um jumbo decide elevar a altitude de voo do avião de 8000m para 11000m. Com relação a anterior, nesta 2 a altitude: a) a distância do voo será menor; b) o empuxo que o ar exerce sobre o avião será maior; c) a densidade do ar será menor; d) a temperatura externa será maior; e) a pressão atmosférica será maior.

18 Proposto 2) (UERJ) Uma fração do volume emerso de um iceberg é subitamente removida. Após um novo estado de equilíbrio, os valores finais da densidade e do volume submerso do iceberg, d 2 e V 2, apresentam, respectivamente, as seguintes relações com os valores iniciais d 1 e V 1 : a) d 2 > d 1 e V 2 < V 1 c) d 2 = d 1 e V 2 < V 1 b) d 2 = d 1 e V 2 = V 1 d) d 2 < d 1 e V 2 > V 1

19 Proposto 3) Um rapaz de 60kg e uma criança de 15kg desejam andar sobre pernas de pau. Para isto dispõem de uma madeira leve e resistente em forma de varas de seção reta circular e diferentes diâmetros. Quantas vezes o diâmetro da madeira usada pelo rapaz deve ser maior do que aquele usado pela criança para, que a pressão em cada uma das varas seja a mesma?

20 Proposto 4) Uma pessoa de 70kg está sentada numa cadeira de 4,0kg, num local onde a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2. Sabendo-se que cada perna da cadeira tem 4,0cm 2 de base. Quando a pessoa levanta os pés do chão a pressão que a cadeira, com seus quatro pés, faz sobre o chão, é de: a) 4,6 x 10 5 N/m 2 d) 4,6 x 10 6 N/m 2 b) 4,3 x 10 5 N/m 2 e) 4,6 x 10 4 N/m 2 c) 2,5 x 10 5 N/m 2

21 Proposto 5) (CESGRANRIO) Você está em pé sobre o chão de uma sala. Seja p a pressão média sobre o chão, debaixo das solas dos seus sapatos. Se você suspende um pé, equilibrando-se numa perna só, essa pressão média passa a ser: a) p d) p 2 b) 2p e) 1/p 2 c) p/2

22 Proposto 6) Um mergulhador persegue um peixe a 5,0 m abaixo da superfície de um lago. O peixe foge da posição A e se esconde em uma gruta na posição B, conforme mostra a figura. B A A pressão atmosférica na superfície da água é igual: a 1, N/m 2.Considere g = 10 m/s 2. a) Qual a pressão sobre o mergulhador? b) Qual a variação de pressão sobre o peixe nas posições A e B?

23 Proposto 7) A figura ilustra um tipo de manômetro, que consiste em um tubo em forma de U, contendo mercúrio, e que está sendo utilizado para medir a pressão do gás dentro do botijão. Sabendo-se que a pressão atmosférica local vale p atm = 76 cmhg, assinale a opção que mostra corretamente a pressão do gás. a) 76 cmhg b) 106 cmhg c) 96 cmhg d) 152 cmhg e) 38 cmhg A gás ar 30 cm B Hg

24 Proposto 8) (CESGRANRIO) Uma chapa de metal homogênea e fina (de espessura constante) é cortada para formar as faces de dois cubos ocos C 2 e C 1, sendo que a aresta de C 2 é o dobro da aresta de C 1. a 2a C 1 C 2 A densidade do cubo menor é d. Logo, a densidade do cubo maior é: a) 2d d) d/4 b) d e) d/8 c) d/2

25 Proposto 9) (UFRJ) Os dois frascos representados na figura contêm o mesmo líquido em equilíbrio. Observe que em ambos as superfícies livres dos líquidos estão no mesmo nível. Compare a pressão p 1 no fundo do recipiente da esquerda com a pressão hidrostática p 2 no fundo do recipiente da direita e verifique se p 1 > p 2, p 1 = p 2 ou p 1 < p 2. Justifique sua resposta.

26 Proposto 10) (UERJ) Nas ilustrações abaixo, estão representados três sólidos de bases circulares, todos com raios iguais e mesma altura. Considere as medidas dos raios iguais às medidas das alturas, em centímetros. massa e que cada um tenha sido construído com apenas uma dessas substâncias. De acordo com esses dados, o cone circular reto foi construído com a seguinte substância: a) w b) x c) y d) z semi-esfera cilindro circular reto cone circular reto As massas específicas de quatro substâncias, três das quais foram empregadas na construção desses sólidos, estão indicadas na tabela: substâncias massa específica (g/ cm -3 ) w 2 x 3 y 4 z 6 Admita que os sólidos tenham a mesma

27 Proposto 11) (PUC) Um bloco B tem a sua superfície inferior em contato com a superfície também plana e horizontal de uma mesa θ. A área de contato tem 2m 2 e o bloco pesa 15N. A força que atua sobre o bloco, indicada na figura, tem módulo igual a 30N e o ângulo θ de inclinação da força, também indicado na figura, é tal que sen θ = 0,866 e cos θ = 0,500. F θ A pressão sobre a superfície de contato do bloco com a mesa, em N/m 2, é: a) 7,5 d) 20,49 b) 12,99 e) 25,98 c) 15

28 Proposto 12) O recipiente representado pela figura contém um líquido homogêneo, incompressível e em equilíbrio, com densidade de 0,75g/cm 3. Adiferença de pressão hidrostática entre um ponto, no fundo do recipiente, (M) e outro, na superfície, (N) vale 3,0 x 10 3 N /m 2. N h Adotando g = 10m/s 2, qual a profundidade do ponto M (h)? a) 10 cm d) 35 cm b) 20 cm e) 40 cm c) 30 cm M