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F R E N T E 2 149 02 quando o êmbolo da seringa é pressionado, o remédio sofre uma pressão que será transmitida apenas em uma direção do remédio 04 a força aplicada no êmbolo da seringa tem o mes- mo módulo da força que o remédio aplica sobre o tecido. 08 a densidade é uma grandeza relacionada com a concentração de massa em certo volume. 16 quanto mais denso o tecido, maior é a pressão que ele exerce sobre o bico injetor da agulha. Soma: 39 UFSC 2019 No Circo da Física, o público também pode se divertir com uma atração chamada Barra de Guer- ra, uma adaptação do tradicional cabo de guerra em que os participantes empurram uma barra em vez de puxar uma corda. Dois participantes, com portes físi cos semelhantes, são convidados a empurrar a barra, um na posição 1 e outro na posição 2 Curiosamente, o participante de determinado lado sempre considera sua tarefa mais fácil do que o outro. O que o público não sabe é que, no interior da estrutura cilíndrica pela qual a barra passa, há um sistema que contém um flui do em equilíbrio e dois êmbolos de diâmetros D1 e D2 = 2D1, conforme a figura abaixo Com base no exposto acima e na gura, é correto ar- mar que: 01 para equilibrar a força aplicada pelo participante da posição 1, o participante da posição 2 deverá aplicar uma força duas vezes maior. 02 do ponto de vista da Física, o participante que ficar na posição 1 terá vantagem sobre o participante que ficar na posição 2. 04 as alterações de pressão provocadas no fluido pelo movimento do êmbolo 1 serão transmitidas integralmente para todos os pontos do fluido. 08 como as forças aplicadas pelos participantes da posição 1 e da posição 2 para manter a barra em equilíbrio são diferentes, o sistema viola o princípio de conservação de energia. 16 quando está vencendo, o participante da posição 1 empurra a barra uma distância maior que a dis tância na qual a barra do participante da posição 2 se move Soma: 40 EsPCEx 2013 Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a 4 ⋅ 10–4 m2. O automóvel a ser elevado tem peso de 2 ⋅ 104 N e está sobre o êmbolo maior de área 0,16 m2. A intensidade mínima da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar o automóvel é de: A 20 N b 40 N C 50 N 80 N E 120 N 41 UFPE Uma força vertical de intensidade F, atuando sobre o êmbolo menor de uma prensa hidráulica, mantém elevado um peso P = 400 N, como mostra a figura. Sabendo que a área do êmbolo maior é 8 ve- zes a área menor, determine o valor de F, em newtons. F P 42 UFV Um sistema hidráulico, constituído por dois vasos cilíndricos, comunicantes, de diâmetros D1 e D2, sendo D1 > D2, é representado na figura a seguir. F D 1 D 2 Sendo g a aceleração da gravidade, a massa que ca- rá em repouso sobre o pistão de diâmetro D1, quando aplicamos uma força de módulo F ao pistão de diâ- metro D2, é: A (F/g) ⋅ (D2/D1) 2 b (F/g) ⋅ (D1/D2) C (F/g) ⋅ (D1/D2) 2 (F/g) ⋅ (D2/D1) E (F/g) ⋅ (D2/D1) 3 43 UFRGS 2012 Uma pedra encontra-se completamente submersa e em repouso no fundo de um recipiente cheio de água; P e E são, respectivamente, os módu- los do peso da pedra e do empuxo sobre ela Com base nesses dados, é correto afirmar que o módulo da força aplicada pelo fundo do recipiente sobre a pe- dra é igual a: A E. b P C P – E. P + E E zero. FÍSICA Capítulo 12 Hidrostática150 44 Unesp Dois líquidos não miscíveis, A e B, com massas específicas ρA e ρB, respectivamente, são colocados em um recipiente junto com uma esfera cuja massa específica é ρ. Se ρA < ρ < ρB, indique qual das figuras apresenta a disposição correta dos líquidos e da esfe- ra no recipiente. A A B b B A C B A B A E A B 45 UFF Em 2006 comemoramos o centenário do voo de Santos Dumont com o seu 14 Bis, que marca a inven ção do avião. Em seu livro Os meus balões, o inventor relata um in cidente ocorrido em uma de suas experiências com balões cheios de hidrogênio: “Quando estávamos a gran- de altitude, uma nuvem passou diante do Sol. Por causa da sombra assim produzida, o balão começou a descer, a princípio lentamente, depois cada vez mais rápido”. “Os meus balões”, Santos Dumont (Adapt ). Considere as armativas de I a V. I. O volume do balão diminuiu porque a temperatu- ra do gás em seu interior diminuiu. II. O aumento da pressão atmosférica empurrou o balão para baixo. III. O empuxo sobre o balão diminuiu. IV. O empuxo permaneceu constante e o peso do balão aumentou pela condensação de água em sua superfície. V. Peso e empuxo têm uma resultante que provocou no balão uma aceleração para baixo. Assinale a opção que só contém armativas corretas. A I e II b I, II e V C I, III e V I, IV e V E II e V 46 Unicamp 2019 Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espe- ra, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com 1/3 do seu volume submerso (fi- gura 1). Quando o peixe é fisgado, a boia é puxada, ficando totalmente submersa e momentaneamente parada; simultaneamente, a linha que a une ao anzol fica esticada verticalmente (figura 2). A parte superior da linha, acima da boia, mantém-se frouxa. Nessa si- tuação, quanto vale o módulo da tensão da linha que une a boia ao anzol? Despreze as massas da linha e do anzol, bem como o atrito viscoso com a água. A O peso da boia. b O dobro do peso da boia. C O peso do peixe menos o peso da boia O peso do peixe menos o dobro do peso da boia. 47 UFPR Em meados do ano de 2005, o minissubmarino russo Priz, em operações de treinamento no Oceano Pacífico, ficou preso ao cabo de fixação de uma ante- na usada para monitorar o fundo do mar. A situação está ilustrada na figura a seguir, onde A é a antena em formato cilíndrico e B é a âncora que mantém o conjunto fixo ao fundo do mar. A B Com base nos conceitos de hidrostática, considere as seguintes armativas: I. Devido à pressão da água, a lateral do cilindro está sujeita a forças que se cancelam aos pares II. As forças que atuam nas bases superior e infe- rior do cilindro, devido às pressões da água, não se cancelam aos pares. III A resultante de todas as forças causadas pelas pres- sões que atuam no cilindro é a força de empuxo IV. O empuxo depende da inclinação do eixo do cilin- dro para uma mesma profundidade do seu centro de massa Assinale a alternativa correta A Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. b Somente a afirmativa I é verdadeira. C Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras Somente a afirmativa IV é verdadeira E As afirmativas I, II, III e IV são verdadeiras. F R E N T E 2 151 48 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. Despre- zando a força exercida pelo movimento das nadadeiras, considere que, ao aumentar o volume ocupado pelos ga- ses 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). Figura 1 Bexiga natatória Peixe em equilíbrio (E = P) Peixe em movimento ascendente (E > P) Figura 2 E P E P 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 pei xe, 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. 49 UFRGS 2020 Em 16 de julho de 1969, o foguete Saturno V, com aproximadamente 3 000 toneladas de massa, foi lançado carregando a cápsula tripulada Apollo 11, que pousaria naLua quatro dias depois. Na preparação para executarem tarefas na Lua, onde o módulo da aceleração da gravidade é cerca de 1/6 do módulo da aceleração da gravidade na superfície da Terra, astronautas em trajes espaciais praticam to- talmente submersos em uma piscina, em um centro de treinamento. Como um astronauta com um traje espacial tem peso de módulo P na Terra, qual deve ser o módulo da for- ça de empuxo para que seu peso aparente na água seja igual ao peso na Lua? a P/6. b P/3. c P/2. d 2P/3 e 5P/6. 50 Enem Durante uma obra em um clube, um grupo de trabalhadores teve de remover uma escultura de fer- ro maciço colocada no fundo de uma piscina vazia. Cinco trabalhadores amarraram cordas à escultura e tentaram puxá-la para cima, sem sucesso. Se a piscina for preenchida com água, cará mais fácil para os trabalhadores removerem a escultura, pois a: a escultura flutuará Dessa forma, os homens não precisarão fazer força para remover a escultura do fundo b escultura ficará com peso menor Dessa forma, a intensidade da força necessária para elevar a es- cultura será menor. c água exercerá uma força na escultura proporcional a sua massa, e para cima. Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem para anular a ação da for- ça peso da escultura. d água exercerá uma força na escultura para baixo, e esta passará a receber uma força ascendente do piso da piscina Esta força ajudará a anular a ação da força peso na escultura e água exercerá uma força na escultura proporcional ao seu volume, e para cima Esta força se somará à força que os trabalhadores fazem, podendo resul- tar em uma força ascendente maior que o peso da escultura. 51 Udesc 2011 Um barco pesqueiro, cuja massa é 710 kg, navegando rio abaixo, chega ao mar, no local em que a densidade da água do mar é 5,0% maior do que a densi- dade da água do rio. O que ocorre com a parte submersa do barco quando este passa do rio para o mar? a Aumenta, pois o barco desloca um maior volume de água b Diminui, pois o empuxo diminui. c Diminui, pois o barco desloca um menor volume de água. d Aumenta, pois o empuxo aumenta. e Não se altera, pois o empuxo é o mesmo. 52 Unioeste 2019 Um bloco maciço de ferro, de massa m = 500 g, está suspenso por um cabo preso a uma superfície fixa (Figura A). O bloco é então submerso em água (Figura B) Considere desprezíveis tanto a massa do cabo como o empuxo do ar Considere a densidade do ferro igual a 7,90 g/cm 3 e da água igual a 1,00 g/cm 3 . Considere g = 10 m/s 2 . FÍSICA Capítulo 12 Hidrostática152 Os módulos aproximados da força de tensão no cabo antes da submersão do bloco na água (Figura A) e de- pois da submersão (Figura B), considerando o bloco em repouso nas duas situações, são, respectivamente: A 5,00 N e 4,37 N b 5,00 ⋅ 103 N e 6,3 ⋅ 102 N C Ambos são nulos. 5,00 N e 1,33 N E 5,00 ⋅ 103 N e 6,3 ⋅ 10 1 N 53 Fuvest Um recipiente cilíndrico vazio flutua em um tanque de água com parte de seu volume submerso, como na figura (fig 1) O recipiente possui marcas gra duadas igualmente espaçadas, paredes laterais de volume desprezível e um fundo grosso e pesado. Quando o recipiente começa a ser preenchido, lentamente, com água, a altura máxima que a água pode atingir em seu interior, sem que ele afunde to talmente, é melhor representada por: Figura 1 A b C E 54 FGV Quando você coloca um ovo de galinha dentro de um recipiente contendo água doce, observa que o ovo vai para o fundo, lá permanecendo submerso Quando, entretanto, você coloca o mesmo ovo dentro do mesmo recipiente agora contendo água saturada de sal de cozinha, o ovo flutua parcialmente Se, a partir dessa última situação, você colocar suavemen te, sem agitação, água doce sobre a água salgada, evitando que as águas se misturem, o ovo, que antes flutuava parcialmente, ficará completamente submer so, porém, sem tocar o fundo Água salgada Água doce Com respeito a essa última situação, analise: I a densidade da água salgada é maior que a do ovo que, por sua vez, tem densidade menor que a da água doce II o empuxo exercido sobre o ovo é uma força que se iguala, em módulo, ao peso do volume de água doce e salgada que o ovo desloca III a pressão atmosférica afeta diretamente o ex perimento, de tal forma que, quando a pressão atmosférica aumenta, mesmo que a água se com- porte como um fluido ideal, o ovo tende a ficar mais próximo do fundo do recipiente É correto o contido em: A I, apenas b II, apenas C I e III, apenas II e III, apenas E I, II e III 55 Unesp 2012 Duas esferas, A e B, maciças e de mes mo volume, são totalmente imersas num líquido e mantidas em repouso pelos fios mostrados na figura Quando os fios são cortados, a esfera A desce até o fundo do recipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar, parcialmente imersa no líquido. A B Sendo PA e PB os módulos das forças peso de A e B, e EA e EB os módulos das forças empuxo que o líquido exerce sobre as esferas quando elas estão totalmente imersas, é correto armar que: A PA < PB e EA = EB b PA < PB e EA < EB C PA > PB e EA > EB PA > PB e EA < EB E PA > PB e EA = EB 56 UFRGS Assinale a alternativa que preenche correta- mente as lacunas do texto a seguir, na ordem que aparecem O gráco que segue mostra a variação da massa em função do volume para dois materiais diferentes, A e B M (103 kg) V (m3) 6 4 2 0 1 2 A B 3