Lista de Exercícios Tema: Hidrostática Densidade e massa específica Pressão hidrostática, pressao atmosférica e pressão absoluta. Lei de Stevin e vasos comunicantes. Teorema de Pascal e elevadores hidráulicos. Leis de Arquimedes Questão 0) Exercícios Em um trabalho artístico impressionista, um escultor, utilizando um material homogêneo de massa,0kg, constroi um cubo macico de lado l. Para uma exposição é requisitado que ele construa um cubo com o mesmo material em uma escala maior, onde o lado desse novo cubo seja l. A alternativa correta que apresenta a massa, em kg, desse novo cubo é: a) 3,0 b),0 c) 4,0 d) 8,0 Questão 0) Por não dispor de uma balança para determinar a massa de um dado corpo sólido, Carlos, um estudante de Engenharia, colocou este corpo na superfície de um líquido contido em recipiente graduado cujo volume marcado no recipiente e densidade do líquido são, respectivamente, 00,0 cm3 e dl =,0 g/cm 3. O corpo flutuou parcialmente imerso no líquido. O nível do líquido então subiu para a marcação 80,0 cm 3. De acordo com os dados acima, fazendo os cálculos necessários e considerando g = 0,0 m/s, Carlos concluiu que a massa do corpo era: a) 8,0 g b) 6,0 g c) 8,0 g d) 60,0 g e) 80,0 g Questão 03) Uma esfera possui densidade, g/cm 3. Um garoto a coloca em um recipiente e depois a cobre, totalmente, com um litro de água. Em seguida, ele adiciona à água, gradativamente, uma solução salina, cuja densidade é,5 g/cm 3. Considerando que o volume da nova mistura é igual ao da água mais o da solução adicionada a ela, a massa mínima de solução salina, em gramas, necessária para que a esfera inicie a subida, a partir da base do recipiente, será: Dado: Densidade da água = g/cm 3. a) 750. b) 000. c) 50. d) 5. Questão 04) É muito comum, na construção civil, pedreiros e operários lançarem mão do dispositivo abaixo, conhecido como mangueira de nível. O conhecimento científico que explica fisicamente de forma correta tal procedimento baseia se, (Disponível em: construcaociviltips.blogspot.com) a) no Princípio de Pascal. b) no Teorema de Stevin. c) na Lei de Torricelli. d) na Lei de Bernoulli. e) na Lei de Charles.
Questão 05) A pressão atmosférica a nível do mar consegue equilibrar uma coluna de mercúrio com 76 cm de altura. A essa pressão denomina-se atm, que é equivalente a,0 0 5 N/m. Considerando-se que a densidade da água seja de,0 0 3 kg/m 3 e a aceleração da gravidade g = 0 m/s, a altura da coluna de água equivalente à pressão de,0 atm é aproximadamente de: a) 0 m b) 76 m c) 7,6 m d) 760 mm Questão 06) As barragens de concreto-massa, normalmente, são construídas com um perfil que se assemelha a de um trapézio retângulo, conforme esquematizado na figura abaixo. O fato de a base B ser mais larga do que o topo A da barragem pode ser explicado corretamente, pois: a) a parte do topo da represa precisa suportar maiores esforços horizontais do que a sua base. b) quanto maior a profundidade da represa, menor a densidade da água represada. Logo, a base da represa deverá suportar menores esforços horizontais. c) com o aumento da profundidade, a pressão da água sobre a barragem aumenta, aumentando os esforços horizontais sobre ela. d) com o aumento da profundidade, aumenta-se o empuxo exercido pela água sobre a represa. e) a viscosidade da água diminui com a profundidade. Questão 07) Quando as dimensões de uma fossa são alteradas, o aumento da pressão em qualquer ponto de sua base, quando cheia, deve-se, exclusivamente, à mudança de a) área da base. b) diâmetro. c) formato da base. d) profundidade. e) perímetro da base. Questão 08) O coração é uma bomba muscular que, no homem, pode exercer uma pressão manométrica máxima de 0 mmhg no sangue durante a contração, e de cerca de 80 mmhg durante a relaxação. A densidade do sangue é de aproximadamente,04 g/cm 3, valor muito próximo da densidade da água,,0 g/cm 3. A diferença de pressão hidrostática entre a cabeça e os pés em uma pessoa de,70 m de altura é P =,7 0 4 Pa. Adotando g = 0 m/s, é correto afirmar que essa diferença de pressão corresponderá a uma coluna de água, em cm, de aproximadamente a) 60. b) 80. c) 90. d) 70. e) 00. Questão 09) Em um procedimento de transfusão de sangue, a bolsa contendo plasma sanguíneo, conectada por meio de um tubo à veia do paciente, encontra-se a,00 m de altura acima do braço do paciente. Considerandose a densidade do plasma igual a,03 g/cm 3 e a aceleração da gravidade 0 m/s, é correto afirmar que a pressão do plasma, ao entrar na veia do paciente, será igual a a) 0,3 0 5 Pa. b) 0,3 0 3 N/m. c),36 0 5 N/m. d) 0,7 0 Pa. Questão 0)
Dados: Pressão atmosférica = 0 5 N/m ; Densidade da água = 0 3 Kg/m 3 ; Aceleração da gravidade = 0 m/s. No interior de um líquido homogêneo em equilíbrio, a pressão varia com a profundidade, conforme o gráfico apresentado. Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local como sendo 0,0m/s e admitindo-se que a densidade do líquido não varia com a profundidade, uma análise do gráfico permite afirmar corretamente que a pressão a 0,0m de profundidade, medida em 0 5 Pa, é igual a a) 600 b) 900 c) 00 d) 500 e) 800 Questão ) Durante uma aula sobre fluidos, o professor ilustra um importante princípio físico através de um experimento, conforme a figura abaixo. No êmbolo da seringa maior é apoiado um bloco de 50 g. a) 3,63 b) 3,5 c) 3,4 d) 3,0 e) 3,4 Questão ) O peixe-gota ("Psychrolutes marcidus"), uma espécie do Pacífico que lembra um senhor velho e amargurado, foi eleito o animal mais feio do mundo em um concurso organizado na Grã-Bretanha. Fonte: http://g.globo.com/planetabizarro/noticia/03/09/peixecomaparencia-humana-e-eleito-o-animal-maisfeio-do-ano.html O peixe-gota é capaz de suportar uma pressão máxima de vezes a pressão atmosférica. Nessas condições, a profundidade máxima em que vive este peixe, em metros, é igual a: Ao ser pressionado, o êmbolo da seringa A desloca-se, muito lentamente, de 3 cm, enquanto que o êmbolo da seringa B desloca-se de cm, elevando o bloco. Com relação a essa situação, são feitas as seguintes afirmações: Dado: aceleração da gravidade = 0 m/s I. A força exercida pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a /3 do peso do bloco. II. O trabalho realizado pelo professor, ao empurrar o êmbolo, é igual a 0,03 J. III. A pressão exercida pelo bloco no êmbolo da seringa B é maior que a pressão exercida pelo professor no êmbolo da seringa A. IV. O trabalho realizado pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a /3 do trabalho realizado pela força peso no bloco. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é:
a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV TEXTO: - Comum à questão: 3 A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular. Um corpo tem peso igual a 5 N e é colocado sobre o êmbolo maior. Estão disponíveis: - um contrapeso de 0, N; - um contrapeso de 0, N; - um contrapeso de 0,3 N; - um contrapeso de 0,4 N; - um contrapeso de 0,5 N. Contrapesos devem ser escolhidos para serem colocados sobre o menor êmbolo de modo a equilibrar o sistema. De quantas formas diferentes esses contrapesos podem ser escolhidos? a) 6 b) 5 c) 4 d) 3 e) Questão 5) Questão 3) Considerando o diâmetro d do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio? a) /4. b) /. c). d) 4. A pressão atmosférica é a força por unidade de área exercida pela atmosfera da Terra. Para medir a pressão atmosférica utilizou-se um instrumento chamado barômetro de mercúrio, cujo diagrama está representado pela figura abaixo. Considere a densidade do mercúrio, constante, = 3,6 x 0 3 kg/m 3 e a altura da coluna de mercúrio 760,0 mm. O valor aproximado da pressão atmosférica no sistema internacional de unidades, ao nível do mar, é: (Adote a aceleração da gravidade g = 0,0 m/s ) Questão 4) A Figura a seguir ilustra uma prensa hidráulica preenchida com um único líquido incompressível e formada por dois reservatórios cilíndricos de raios m e 40 cm. Seus êmbolos têm pesos desprezíveis e deslizam perfeitamente ajustados e sem atrito. a),03 0 4 Pa b),06 0 4 Pa c),03 0 5 Pa d),06 0 5 Pa e),03 0 3 Pa
Questão 6) Ao brincar com uma moeda em uma ponte sobre um lago, uma criança, sem querer, a deixa cair. A moeda cai e começa a afundar no referido lago. O que acontece com a força de empuxo que age sobre a moeda enquanto a moeda afunda? a) com o aumento da profundidade a força de empuxo aumenta. b) com o aumento da profundidade a força de empuxo diminui. c) a força de empuxo é constante durante toda a descida da moeda. d) a força de empuxo é diretamente proporcional à velocidade da moeda. e) a força de empuxo é inversamente proporcional à velocidade da moeda. exercida pelo fundo do aquário sobre o corpo é de (Considere: g = 0 m/s e dágua = g/cm 3.) a),4 N. b) 3,4 N. c) 4,6 N. d) 5,6 N. Questão 9) Uma esfera metálica maciça, cujo diâmetro mede 4 cm, tem densidade igual a 8 g/cm 3. Essa esfera encontra-se suspensa por um fio inextensível, de massa e volume desprezíveis, preso a um suporte, conforme ilustrado na Figura abaixo. A esfera está em equilíbrio hidrostático e totalmente imersa em um líquido, sem tocar as paredes do recipiente. Questão 7) A figura seguinte mostra dois corpos e idênticos, em repouso, completamente imersos em recipientes com o mesmo líquido, próximos à superfície da Terra e da Lua, respectivamente. Se T e T são as tensões nos fios, P e P os pesos dos corpos e F e F as forças de empuxo que agem sobre esses corpos, então é correto afirmar que Qual a intensidade da tração no fio, em newtons? Dados: = 3 aceleração da gravidade (g) = 0 m/s densidade do líquido ( ) = g/cm 3 a) 0,64 b),8 c),9 d),56 e),88 a) T > T, P = P, F < F. b) T > T, P > P, F > F. c) T < T, P > P, F < F. d) T < T, P = P, F > F. e) T < T, P > P, F > F. Questão 8) Um corpo de massa 400 g e volume 60 cm3 encontra-se totalmente imerso num aquário com água apoiado no fundo. A força normal Questão 0) Uma corda ideal AB e uma mola ideal M sustentam, em equilíbrio, uma esfera maciça homogênea de densidade e volume V através da corda ideal BC, sendo que a esfera encontra-se imersa em um recipiente entre os líquidos imiscíveis e de densidade e, respectivamente, conforme figura abaixo. Na posição de equilíbrio observa-se que 60% do volume da esfera está contido no líquido e 40% no líquido. Considerando o
módulo da aceleração da gravidade igual a g, a intensidade da força de tração na corda AB é Dados: sen60º = cos30º = sen30º = cos60º = 3 c) 0,6. d) 0,4. e) 0,. Questão ) Um cubo maciço de lado 0 cm cuja densidade é igual a 0,8g/cm 3 é colocado na água, cuja densidade vale 000kg/m 3. Considere que o campo gravitacional local permite que um objeto quando abandonado de uma altura de 45 metros atinja o solo em 3s. Determine qual valor da aresta daquele cubo fica emersa, quando em equilíbrio. a) 6 cm. b) 4 cm. c) cm. d) 5 cm. e) cm. Questão 3) a) 3Vg ( 0,6 0,4 ) b) 3Vg ( 0,6 0,4 ) c) Vg ( 0,6 0,4 ) 3 3 d) Vg ( 0,6 0,4 ) e) Vg ( 0,6 0,4 ) Questão ) A fim de determinar a densidade de um líquido, foi realizada a seguinte experiência: dentro de um vaso colocou-se um bloco de 500g e volume de 50cm 3, pendurado por um dinamômetro que, em equilíbrio, indica 5,0N. Ao colocar kg de água dentro do vaso, o dinamômetro passa a indicar 4,6N. Observe as ilustrações abaixo. A figura abaixo mostra um tubo em U formado por vasos comunicantes nos quais foram depositados uma coluna de óleo vegetal com densidade desconhecida uma coluna de água pura com densidade 3 água 000 kg/m. Considerando que todo o sistema está em equilíbrio e que as alturas são hóleo = 90 mm e hágua = 63 mm, a densidade do óleo vale: óleo e a) 700 kg/m 3 b) 600 kg/m 3 c) 500 kg/m 3 d) 800 kg/ 3 e) 900 kg/m 3 Diante do exposto, assinale a alternativa que apresenta a densidade do líquido, em g/gm 3. a),0. b) 0,8. Questão 4) Considere o tubo aberto em forma de W mostrado na Figura, dentro do qual há um líquido de densidade d.
Assinale a alternativa que corresponde à situação de equilíbrio do líquido. a) PA = 3PB ; ha = hb/3 b) PA = PB ; ha = hb/ c) PA = PB/ ; ha = hb d) PA = PB ; ha = hb e) PA = PB = ha = hb/ Questão 5) A figura a seguir ilustra um sistema de vasos comunicantes. O sistema é completamente preenchido com água e as extremidades das três colunas verticais são fechadas por tampas rígidas cujas áreas são A < A < A3, conforme a figura. Sabe-se que, na escala da proveta, as linhas horizontais estão igualmente distanciadas e que as densidades da água e do óleo valem, respectivamente, g/cm 3 e 0,8 g/cm 3. Sendo PA a pressão hidrostática que o óleo exerce no ponto A e PB a pressão hidrostática que o óleo e a água, juntos, exercem no ponto B, é correto afirmar que a razão a) 3,. b),. c),5. d),8. e) 3,5. Questão 7) P P B A é igual a A figura mostra um tubo em forma de U, contendo dois líquidos homogêneos, imiscíveis entre si e em equilíbrio. As duas aberturas estão expostas ao ambiente, onde há uma determinada pressão atmosférica. Assim, pode-se afirmar corretamente que, na presença de gravidade, as pressões nas tampas são melhor relacionadas por a) P = P < P3. b) P > P > P3. c) P < P < P3. d) P = P = P3. Questão 6) Na montagem de um experimento, uma porção de óleo e uma de água foram colocadas numa proveta graduada e, depois de atingido o equilíbrio, o sistema se estabilizou, como representado na figura. Sendo PA, PB, PC e PD as pressões absolutas nos níveis A, B, C e D, respectivamente, é correto afirmar que a) PA = PB e PC < PD. b) PA < PB e PC < PD. c) PA > PB e PC = PD. d) PA = PB e PC = PD.
e) PA > PB e PC > PD. Questão 8) Em um laboratório, as substâncias são identificadas no rótulo pelo nome e por algumas propriedades químicas. No intuito de descobrir qual a substância armazenada num frasco no qual o rótulo foi retirado, um estudante aplicado de física propôs um experimento. Foram colocados num sistema constituído por vasos comunicantes, o líquido desconhecido e álcool. Como são líquidos imiscíveis, é possível estimar a densidade do líquido medindo a altura das colunas líquidas a partir da superfície de separação desses líquidos. Esses valores são mostrados na figura a seguir. Consultando a tabela com os valores das densidades de alguns líquidos, disponível nesse laboratório, é provável que o líquido desconhecido seja 4) Gab: B 5) Gab: A 6) Gab: C 7) Gab: D 8) Gab: D 9) Gab: B 0) Gab: D ) Gab: C ) Gab: A 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: C 6) Gab: C a) a nitroglicerina. b) o hexano. c) o mercúrio. d) a água. e) o benzeno. GABARITO: ) Gab: D ) Gab: D 3) Gab: B 7) Gab: B 8) Gab: B 9) Gab: C 0) Gab: E ) Gab: B
) Gab: C 3) Gab: A 4) Gab: D 5) Gab: D 6) Gab: E 7) Gab: D 8) Gab: E