INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RN CAMPUS: CURSO: ALUNO: LISTA DE EXERCÍCIOS 15

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1 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO RN CAMPUS: CURSO: ALUNO: DISCIPLINA: FÍSICA I PROFESSOR: EDSON JOSÉ LISTA DE EXERCÍCIOS (FATEC SP/2011) Nas figuras apresentadas, observam-se três blocos idênticos e de mesma densidade que flutuam em líquidos diferentes cujas densidades são, respectivamente, d 1, d 2 e d. A relação correta entre as densidades dos líquidos está melhor representada pela alternativa: A) d 1 = d 2 > d B) d 1 < d 2 = d C) d > d 1 > d 2 D) d 2 > d 1 > d E) d 1 > d > d 2 2. (PUC SP/2006) Em 188, um vapor inglês de nome Tramandataí naufragou no rio Tietê encontrando-se, hoje, a 22 metros de profundidade em relação à superfície. O vapor gerado pela queima de lenha na caldeira fazia girar pesadas rodas laterais, feitas de ferro, que, ao empurrarem a água do rio, movimentavam o barco. E) o navio, antes do naufrágio tinha sua densidade média menor do que a da água do rio.. Três esferas maciças e de mesmo tamanho, de isopor (1), alumínio (2) e chumbo (), são depositadas num recipiente com água. A esfera 1 flutua, porque a massa específica do isopor é menor que a da água, mas as outras duas vão ao fundo (veja figura a seguir) porque, embora a massa específica do alumínio seja menor que a do chumbo, ambas são maiores que a massa específica da água. Se as intensidades dos empuxos exercidos pela água nas esferas forem, respectivamente, E1, E2 e E, têm se: A) E1 = E2 = E. D) E1 = E2 < E. B) E1 < E2 = E. E) E1 > E2 > E C) E1 < E2 < E 4. (UEPG PR/2010) A respeito de dois corpos de mesmo volume, designados por 1 e 2, imersos em um líquido, assinale o que for correto. 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. 01. Se a densidade do corpo 2 for igual à densidade do líquido, este corpo estará em equilíbrio no interior do líquido. 02. Se as densidades dos corpos forem diferentes os empuxos que os corpos recebem serão diferentes. 04. Quanto maior a densidade do líquido maior será o empuxo exercido sobre os corpos. 08. Se a densidade do corpo 1 for maior que a do corpo 2, o corpo 1 imerge enquanto que o corpo 2 emerge. 16. O princípio aqui implícito se aplica no fluido contido ou não num recipiente.

2 5. (ENEM/2010) Um brinquedo chamado ludião consiste em um pequeno frasco de vidro, parcialmente preenchido com água, que é emborcado (virado com a boca para baixo) dentro de uma garrafa PET cheia de água e tampada. Nessa situação, o frasco fica na parte superior da garrafa, conforme mostra a FIGURA 1. Quando a garrafa é pressionada, o frasco se desloca para baixo, como mostrado na FIGURA 2. Ao apertar a garrafa, o movimento de descida do frasco ocorre porque A) Diminui a força para baixo que a água aplica no B) Aumenta a pressão na parte pressionada da garrafa. C) Aumenta a quantidade de água que fica dentro do D) Diminui a força de resistência da água sobre o E) Diminui a pressão que a água aplica na base do 6. (UFRN-1) Um balão de ar quente é constituído por um saco de tecido sintético, chamado envelope, o qual é capaz de conter ar aquecido. Embaixo do envelope, há um cesto de vime, para o transporte de passageiros, e uma fonte de calor, conforme ilustra a figura a seguir. Para que o balão suba, aquece-se o ar no interior do envelope e, com isso, inicia-se a flutuação do balão. Essa flutuação ocorre porque, com o aquecimento do ar no interior do envelope, A) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão menor que o empuxo. B) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso menor que o empuxo. C) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão maior que o empuxo. D) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso maior que o empuxo. 7. (Unesp 2012) A maioria dos peixes ósseos possui uma estrutura chamada vesícula gasosa ou bexiga natatória, que tem a função de ajudar na flutuação do peixe. Um desses peixes está em repouso na água, com a força peso, aplicada pela Terra, e o empuxo, exercido pela água, equilibrando-se, como mostra a figura 1. Desprezando a força exercida pelo movimento das nadadeiras, considere que, ao aumentar o volume ocupado pelos gases na bexiga natatória, sem que a massa do peixe varie significativamente, o volume do corpo do peixe também aumente. Assim, o módulo do empuxo supera o da força peso, e o peixe sobe (figura 2). Na situação descrita, o módulo do empuxo aumenta, porque A) é inversamente proporcional à variação do volume do corpo do peixe. B) a intensidade da força peso, que age sobre o peixe, diminui significativamente. C) a densidade da água na região ao redor do peixe aumenta. D) depende da densidade do corpo do peixe, que também aumenta. E) o módulo da força peso da quantidade de água deslocada pelo corpo do peixe aumenta. 8. Os icebergs são grandes blocos de gelo que vagam em latitudes elevadas, constituindo um sério problema para a navegação, sobretudo porque deles emerge apenas uma pequena parte, ficando o restante submerso. Sendo V o volume total do iceberg e a densidade do gelo igual a 0, 92 g/cm, determine a porcentagem do iceberg que fica acima da superfície livre da água, considerada com densidade igual a d = 1, 0 g/cm. A) 8 % B) 92 % C) 100% 2 IFRN

3 D) 90% E) 10 % 9. (FURG RS/2000) Um corpo de massa específica desconhecida é colocado em um recipiente contendo um líquido com massa específica 10 g/cm. Verificando que 1/4 do corpo fica submerso no líquido, podemos afirmar que a densidade volumétrica vale, em g/cm, a) 2,5 b) 4 c) 10 d) 40 e) (UFPR/2012) Um reservatório contém um líquido de densidade ρ L = 0,8 g/cm. Flutuando em equilíbrio hidrostático nesse líquido, há um cilindro com área da base de 400 cm 2 e altura de 12 cm. Observa-se que as bases desse cilindro estão paralelas à superfície do líquido e que somente 1/4 da altura desse cilindro encontra-se acima da superfície. Considerando g = 10 m/s 2, assinale a alternativa que apresenta corretamente a densidade do material desse cilindro. a) 0,24 g/cm. b) 0,80 g/cm. c) 0,48 g/cm. d) 0,60 g/cm. e) 0,12 g/cm. 11. (UNIFICADO RJ/2011) Um bloco cúbico com 6 cm de aresta é parcialmente submerso em água até 1/ de sua altura. Considerando-se que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2 e sabendo-se que a massa específica da água vale 1000 kg/m, calcule a intensidade do empuxo sobre o bloco, em newtons. a) 0,20 b) 0,6 c) 0,72 d) 1,00 e) 1, (UEPG PR/2012) Com relação ao conceito de força de empuxo e de situações relacionadas a essa força, assinale o que for correto. 01. A força de empuxo sobre uma peça de ferro de formato irregular, totalmente imersa na água e suspensa por um cabo de dimensões desprezíveis, é igual à força de empuxo sobre a mesma peça de ferro quando ela é solta do fio. 02. A força de empuxo é proporcional ao peso do corpo imerso. 04. No ar, o empuxo é provocado pela variação da pressão atmosférica. 08. O Princípio de Arquimedes é válido somente para corpos totalmente imersos em líquidos. 16. O empuxo é a força que o corpo exerce sobre a água enquanto o peso é a força exercida pela terra sobre o corpo. 1. (FUVEST SP/2008) Um recipiente, contendo determinado volume de um líquido, é pesado em uma balança (situação 1). Para testes de qualidade, duas esferas de mesmo diâmetro e densidades diferentes, sustentadas por fios, são sucessivamente colocadas no líquido da situação 1. Uma delas é mais densa que o líquido (situação 2) e a outra menos densa que o líquido (situação ). Os valores indicados pela balança, nessas três pesagens, são tais que a) P1 P2 P b) P2 P c) P2 P d) P P2 e) P P2 14. (UNIOESTE PR/2010) Uma pedra tem peso igual a 20 N. A mesma pedra pesa 15 N quando imersa na água, cuja massa específica é 1,0 g/cm. Pode-se afirmar que a massa específica da pedra vale a) 2,0 g/cm. b) 4.0 g/cm. c) 6.0 g/cm. d) 7,5 g/cm. e) 8,0 g/cm. 15. (UPE/2010) Um bloco no ar pesa 80 N e na água pesa 60 N. Despreze o empuxo do ar e considere a densidade da água 1,0 10 kg/m e a aceleração da gravidade local igual a 10 m/s 2. Pode-se afirmar que 00. a massa do bloco vale 8kg. 01. quando o bloco está submerso, o empuxo sofrido por este é de 60 N. 02. o volume do bloco é de 2 10 m. 0. a densidade do bloco é de 4,0 10 kg/m. 04. o peso aparente do bloco é de 60 N. IFRN

4 16. (UFRN/2009) Quando alguém tenta flutuar horizontalmente, na água, assume uma posição na qual seu centro de flutuabilidade, ponto de aplicação da força de empuxo, F, está localizado em seu corpo, acima do seu e centro de gravidade, onde atua a força peso, F g, conforme mostrado na Figura 1, abaixo. Essas duas forças formam um binário que tende a girar o corpo até que elas se alinhem na direção vertical, conforme mostrado na Figura 2. e) A densidade do iceberg diminui. 18. (UFPel RS/2009) Analise cada uma das afirmativas feitas sobre o texto, indicando se ela é verdadeira (V) ou falsa (F). Um balão, cheio de um certo gás, tem volume igual a 8,0m. A massa total do balão (incluindo o gás) é de 6,4 Kg. Considere a massa específica do ar igual a 2 1, Kg/m e g 10 m/s. ( ) O peso total do balão é de 64 N. ( ) O empuxo que o balão recebe do ar é de 104 N. ( ) Se o balão for abandonado, ele cairá, porque sua densidade é maior que a do ar. ( ) Para uma pessoa segurar o balão, ela deverá exercer nele uma força igual e contrária ao empuxo que ele recebe do ar. ( ) Se esse balão fosse abandonado na superfície da Lua, ele não receberia empuxo, pois lá não existe atmosfera. Em relação a essas duas forças, é correto afirmar que a) o empuxo é a força que a água exerce sobre o corpo, enquanto o peso é a força exercida pelo corpo sobre a Terra. b) o empuxo é a força que o corpo exerce sobre a água, enquanto o peso é a força exercida pelo corpo sobre a Terra. c) o empuxo é a força que a água exerce sobre o corpo, enquanto o peso é a força exercida pela Terra sobre o corpo. d) o empuxo é a força que o corpo exerce sobre a água, enquanto o peso é a força exercida pela Terra sobre o corpo. 17. (UESPI/2009) O aumento da temperatura anual média da Terra tem sido atribuído às modificações provocadas pelo homem. O aquecimento global é sentido nos pólos, comprovado pela diminuição das áreas geladas. Considere um grande iceberg. Parte do seu volume, que estava acima do nível da água, se separa, deixando de fazer parte do iceberg, e cai no mar. Assinale a afirmativa correta, considerando a nova situação do iceberg. a) A pressão exercida pela água no fundo do mar, sob o iceberg, diminui. b) O volume de água deslocado pelo iceberg permanece o mesmo. c) O nível do mar sobe. d) O empuxo sobre o iceberg diminui. Com base em seus conhecimentos sobre Hidrostática, quais são, respectivamente, as indicações corretas? a) VVFFF. b) VFFVF. c) FFVVF. d) VVFFV. e) FVVFV. 19. (UPE/2009) A expressão popular a ponta do iceberg é usada para se referir a algo que se supõe estar a maior parte oculta, o que significa que a maior parte do seu volume está imerso. Considerando os valores aproximados das densidades do gelo e da água do mar como sendo 0,9 g/cm e 1,0 g/cm, respectivamente, o percentual do volume total de um iceberg que está acima do nível do mar vale a) 70 % b) 15 % c) 5 % d) 10 % e) 60% 4 IFRN

5 20. (ENEM-2011) Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 0 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro. e inextensível, que está preso à tampa do aquário. Determine a tensão no fio, em newtons. 2. Uma bola com volume de 0, 002 m e densidade média de 200 kg/m encontra-se presa ao fundo de um recipiente que contém água, através de um fio conforme a figura. Considerando que a aceleração da gravidade local é de g 10 m/s 2, a densidade da água do lago, em A) 0,6. B) 1,2. C) 1,5. D) 2,4. E) 4,8. g/cm, é 21. (FGV/2012) A pessoa da figura seguinte retira da água, com auxílio de uma associação de polias (talha simples), uma carga de 50 kg que ocupa um volume de 20 L. A densidade da água é de 1,0 10 kg m, a aceleração da gravidade local é de 10 m s 2 e a ascensão se dá com velocidade constante. Determine a intensidade da tração T no fio que segura a bola (Considere g = 10 m/s 2 ). 24. (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 2, que a caixa adquire para baixo, quando o fio é cortado. Despreze a resistência da água ao movimento da caixa. A força exercida pela pessoa tem intensidade, em N, igual a a) 15. b) 0. c) 50. d) 150. e) (UFPE/2011) A figura mostra uma esfera de ferro, de densidade d = 7,8 10 kg/m e volume V = 10 m, submersa em água. A esfera está pendurada por um fio fino 5 IFRN