LISTA 19 - EXT ( 41 e 42)

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Extensivo 2021 – Lista 19 de Física 1 – Aulas: 41 e 42. 
 
 
Edu Leite 
1 
1. (Epcar (Afa) 2022) Uma barra homogênea e impermeável 
de massa específica é mantida presa, por um fio ideal, ao 
fundo de um tanque que contém dois líquidos não miscíveis, 
de densidades e conforme a figura abaixo: 
 
 
 
Para que seja nula a tração no fio, a razão entre o volume da 
barra que fica submersa apenas no líquido de densidades 
e o seu volume total, pode ser expressa por: 
a) 
b) 
c) 
d) 
 
2. (Fcmscsp 2021) Em um recipiente, misturam-se 
de água, cuja massa específica é com 
de álcool, cuja massa específica é Após a 
homogeneização da mistura, uma esfera de densidade 
 é nela colocada. No equilíbrio, a porcentagem 
do volume da esfera que se encontra imerso na água é 
a) 85%. 
b) 82%. 
c) 80%. 
d) 78%.	 
e) 90%. 
 
3. (Eear 2021) Assinale a alternativa que indica corretamente 
a razão entre o empuxo e o volume deslocado para um objeto 
que afunda na água (densidade da água igual a 
Considere o módulo da aceleração da gravidade igual a 
 
a) 
b) 
c) 
d) 
4. (Ufu 2021) No início do século XVII, Bartolomeu de 
Gusmão apresentou à corte portuguesa um instrumento que 
viajava pelos ares, hoje conhecido por balão. Em sua obra 
“Manifesto Sumário para os que ignoram poder-se navegar 
pelo elemento do ar”, ele assim explica o princípio em que se 
baseia: qualquer lenho, por pequeno que seja, se sustenta 
facilmente nas águas, e este mesmo não pode se sustentar no 
ar, pois é mais leve do que as águas e mais grave do que os 
ares, entendendo-se grave como o que tem peso. 
 
Tomando por base os atuais conhecimentos da Ciência, como 
se aplica o mesmo princípio apresentado por Bartolomeu no 
caso do balão? 
a) O ar no interior do balão, por estar fechado dentro dele, está 
sujeito a uma maior pressão do que ar externo, e isso reduz 
consideravelmente seu peso, fazendo o balão subir. 
b) O ar no interior do balão, por estar aquecido, é mais leve do 
que o ar exterior, o que faz que com que uma força externa 
maior que o peso do balão atue sobre ele, fazendo-o subir. 
c) O ar no interior do balão, por estar sujeito a uma pressão 
constante, torna-se mais leve do que o ar externo, e assim 
uma força interna atua no balão, fazendo-o subir. 
d) O ar no exterior do balão, por estar frio, fica menos denso 
do que o ar no seu interior, e isso gera uma força externa no 
balão, fazendo-o subir. 
 
5. (Ucpel 2021) O verão é um período em que as pessoas 
buscam locais de lazer com acesso a piscina, mar, rio ou 
lagoa. Na figura abaixo, o menino parece divertir-se flutuando 
sobre uma prancha. 
 
 
 
Observe que a prancha está totalmente mergulhada na água, 
assim como parte do corpo do menino. Considere a prancha 
retangular de dimensões e de 
espessura e que a massa do menino é de A massa 
específica do material da prancha é de a do 
corpo humano é de e a da água 
Considerando esses dados estima-se que aproximadamente 
a) 98,5% do corpo do menino permanece submerso. 
b) 98,5% do corpo do menino está emerso. 
c) 18,5% do corpo do menino está emerso. 
d) 58,5% do corpo do menino está submerso. 
e) 28,5% do corpo do menino está emerso. 
 
 
ρ
Aρ B,ρ
Aρ
A
B A
ρ ρ
ρ ρ
-
-
A B
A B
3( )ρ ρ
ρ ρ
+
-
A
B A
ρ ρ
ρ ρ
-
+
B
A B
ρ ρ
ρ ρ
-
-
3500 cm
31,0 g cm , 31000 cm
30,85 g cm .
30,72 g cm
31g cm ).
210 m s .
3
N1
m
3
N10
m
3
3
N10
m
4
3
N10
m
60 cm 40 cm´ 6 cm
55 kg.
3600 kg m ,
31100 kg m 31000 kg m .
 
 2 
6. (Uece 2020) Considere um navio petroleiro parado em alto 
mar. Desprezando os movimentos de ondas e forças de arrasto 
do vento, caso o navio esteja em equilíbrio estático, é correto 
afirmar que é 
a) nula a soma vetorial da força peso com a força de empuxo. 
b) vertical para cima o vetor força resultante da soma da força 
peso e da força de empuxo. 
c) vertical para baixo o vetor força resultante da soma da força 
peso e da força de empuxo. 
d) horizontal o vetor força de empuxo e se anula com a força 
de atrito viscosa da água. 
 
7. (Famerp 2020) Durante uma festa infantil, em um local em 
que a aceleração gravitacional é igual a um balão 
de gás, de volume e peso 
escapou da mão de uma criança e atingiu o teto da sala, onde 
ficou em equilíbrio estático. 
 
 
 
a) Determine a massa do balão, em e a sua densidade, em 
kg/m3. 
b) Considerando a densidade do ar igual a 
calcule a intensidade da força, em newtons, que o teto 
exerce sobre o balão. 
 
8. (Fmc 2020) Uma esfera de isopor maciça com densidade 
de e volume V flutua, em equilíbrio estático, 
sobre a água. 
 
A razão entre o volume submerso e V é: 
a) 0,03 
b) 0,09 
c) 0,3 
d) 0,9 
e) 1 
 
9. (G1 - cftmg 2020) Uma esfera tem seu peso mensurado por 
um dinamômetro em duas situações. Na primeira, a esfera está 
pendurada no ar, e, na segunda, ela está mergulhada em água. 
 
 
 
Considerando os dados da figura, o valor do empuxo, em 
newtons, que a esfera recebe ao ser mergulhada na água é 
igual a 
a) 
b) 
c) 
d) 
 
10. (Fgv 2020) Um barquinho de brinquedo, contendo no seu 
interior uma bolinha de gude de massa flutua na água de 
um recipiente, graduado em unidades de volume. 
 
 
 
Sendo a densidade da água igual a e a densidade da 
bolinha igual a se a bolinha for retirada do barquinho, a 
escala do recipiente indicará uma diminuição de volume igual 
a 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
11. (Unifesp 2020) Para determinar a densidade de uma coroa 
metálica maciça, foi realizado um experimento em que ela foi 
pendurada em um dinamômetro ideal por dois modos 
diferentes: um no ar e outro totalmente imersa na água em 
equilíbrio contida em um recipiente, de acordo com as figuras 
1 e 2, respectivamente. Na primeira situação, o dinamômetro 
indicou e, na segunda situação, indicou 
 
 
 
Sabendo que a densidade da água é e adotando 
 
 
a) represente as forças que agem na coroa na situação da 
figura 2 e calcule a massa dessa coroa, em 
b) calcule a densidade, em dessa coroa. 
210 m s ,
3 33,0 10 m-´ 23,3 10 N,-´
kg,
31,3 kg m ,
30,03 g cm
sV
17,5.
10,0.
7,5.
2,5.
m,
Ad
Bd ,
B
m
2d
B
m
d
A B
m
d d+
A
m
2d
A
m
d
8,0 N 7,6 N.
3 310 kg m
2g 10 m s ,=
kg.
3kg m ,
 
 3 
12. (Famerp 2019) Um paralelepípedo reto-retângulo é 
apoiado sobre uma superfície plana, horizontal e lisa, 
primeiramente sobre a face de lados e como 
mostra a figura 1. Nessa situação, a pressão que o 
paralelepípedo exerce sobre a superfície é 
 
 
 
Posteriormente, o paralelepípedo é apoiado na mesma 
superfície, mas sobre a face de lados e como 
mostra a figura 2. 
 
 
 
a) Calcule a pressão, em pascals, que o paralelepípedo exerce 
sobre a superfície na situação da figura 2. 
b) Ao ser colocado em um recipiente contendo água, cuja 
massa específica é esse paralelepípedo 
imerge até se apoiar no fundo do recipiente, que é plano e 
horizontal. Considerando a aceleração gravitacional igual a 
 calcule a força, em newtons, aplicada pelo 
fundo do recipiente no paralelepípedo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 cm 15 cm,
16.000Pa.
15 cm 20 cm,
3 31,0 10 kg m ,´
210 m s ,
 
 4 
 
Gabarito: 
 
Resposta da questão 1: 
 [D] 
 
Para que a tração no fio seja nula, devemos ter: 
 
 
Resposta da questão 2: 
 [C] 
 
Densidade da mistura: 
 
 
Para o equilíbrio, devemos ter: 
 
 
Resposta da questão 3: 
 [D] 
 
 
 
Para um corpo que afunda, o volume imerso é igual ao volume 
deslocado. 
Da expressão do empuxo: 
 
 
Resposta da questão 4: 
 [B] 
 
No caso do balão, o ar aquecido em seu interior é mais leve 
que o ar externo, e produz um empuxo que faz com que ele 
suba apesar do seu peso. 
 
Resposta da questão 5: 
 [A] 
 
Cálculos preliminares: 
- Volume da prancha: 
 
 
- Massa da prancha: 
 
 
- Volume do Menino: 
 
 
A resultante das forças, mostradas na figura,sobre o conjunto 
menino-prancha é nula. 
 
 
 
 
 
Calculando o volume submerso do menino 
 
 
Em valores percentuais: 
 
 
Resposta da questão 6: 
 [A] 
 
Dentro das condições impostas, agem no navio apenas duas 
forças: seu próprio peso e o empuxo. Como o navio está 
parado em alto mar, a soma vetorial (resultante) dessas forças 
deve ser nula. 
 
Resposta da questão 7: 
 a) A massa do balão, em é determinada a partir do peso e 
da aceleração da gravidade: 
 
 
A densidade do balão em é: 
 
!A B
0
A A
E E T P
V gρ
+ = +
B BV gρ+ TV gρ=
( )
( ) ( )
A A B T A T
A A B T B A T
A B A B T
A B
T A B
V V V V
V V V V
V V
V
V
ρ ρ ρ
ρ ρ ρ ρ
ρ ρ ρ ρ
ρ ρ
ρ ρ
+ - =
+ - =
- = -
-
\ =
-
álcool álcool água águatotal
mistura
total álcool água
mistura
3
mistura
V Vm
V V V
0,85 1000 1 500
1000 500
0,9 g / cm
ρ ρ
ρ
ρ
ρ
+
= =
+
× + ×
=
+
=
imerso esfera
mistura imerso
E P
V gρ
=
esfera esferaV gρ=
imerso esfera
imerso
esfera
0,9V 0,72V
V
0,8 80%
V
=
\ = =
3 3 3
a 1g cm 10 kg m .ρ = =
3 4 3
a d a
d d
E EE V g g 10 10 10 N m
V V
ρ ρ= Þ = = ´ Þ =
3 6 3 2 3
p pV 60 40 6 14.400cm 14.400 10 m V 1,44 10 m
- -= ´ ´ = = ´ Þ = ´
2
p p p pM V 600 1,44 10 M 8,64kgρ
-= = ´ ´ Þ =
2 3m
m m
m
M 55V V 5 10 m
1.100ρ
-= = Þ = ´
( )p m a i p m
p m 3 3
i
a
2 3
i
E P P V g M M g 
M M 55 8,64V 63,64 10 m 
1000
 V 6,36 10 m
ρ
ρ
-
-
= + Þ = + Þ
+ +
Þ = = = ´ Þ
Þ = ´
im(V ) :
2 2 3
im i p imV V V (6,36 1,44)10 V 4,92 10 m
- -= - = - Þ = ´
( )
2
im
im(%) im %2m
V 4,92 10V 100 100 V 98,4%
V 5 10
-
-
´
= ´ = ´ Þ =
´
kg,
2
3
2
P 3,3 10 NP m g m m 3,3 10 kg
g 10 m s
-
-´= × Þ = = \ = ´
( ),µ 3kg m
3
3
3 3
m 3,3 10 kg 1,1kg m
V 3,0 10 m
µ µ
-
-
´
= = \ =
´
 
 5 
 
b) A intensidade da força, em newtons, que o teto exerce sobre 
o balão é obtida a partir do diagrama de corpo livre do 
balão (equilíbrio estático) mostrado abaixo. 
 
 
 
Assim, temos que a força que o teto exerce no balão 
somada ao peso do balão é igual ao empuxo 
Equacionando com os módulos das forças, temos: 
 
 
Usando o Princípio de Arquimedes para o Empuxo e 
substituindo os valores já obtidos e os dados fornecidos 
pelo enunciado, obtemos: 
 
 
 
 
 
 
Resposta da questão 8: 
 [A] 
 
Na situação de equilíbrio, devemos ter: 
 
 
Resposta da questão 9: 
 [D] 
 
Desprezando-se o empuxo do ar, a figura mostra as forças 
atuantes na esfera nas duas situações, sendo ambas situações 
de equilíbrio estático. 
 
 
 
Assim: 
 
 
 
Resposta da questão 10: 
 [E] 
 
Antes da bolinha ser retirada: 
 
 
Após a retirada da bolinha: 
 
 
Substituindo (II) em (I), obtemos: 
 
 
Resposta da questão 11: 
 a) Forças atuantes na coroa: 
 
 
 
Para a primeira situação: 
 
 
b) Para a segunda situação, é possível determinar o volume da 
coroa: 
 
 
Portanto, a sua densidade será de: 
 
 
F
!
P
!"
E.
!!"
F P E+ =
arF P V gµ+ = × ×
arF V g Pµ= × × -
3 3 3 2 2F 1,3 kg m 3,0 10 m 10m s 3,3 10 N- -= × ´ × - ´
3F 6,0 10 N-= ´
água S
E P
d V g
=
esfera
esfera
m
d V g=
!"#"$
S
S
1 V 0,03 V
V
0,03
V
× = ×
\ =
1
2
T P 10N.
T E P 7,5 E 10 E 2,5N. 
= =
+ = Þ + = Þ =
( )A B A BE P d Vg m m g d V m m (I)= Þ = + Þ = +
A B A BE' P' d V'g m g d V' m (II)= Þ = Þ =
( )A A A
V
A
d V d V ' m d V V ' m
mV
d
Δ
Δ
= + Þ - =
\ =
!"#"$
T P mg
8 m 10
m 0,8 kg
= =
= ×
\ =
3
5 3
T E P T Vg mg
7,6 10 V 10 0,8 10
V 4 10 m
ρ
-
+ = Þ + =
+ × × = ×
= ×
!
c 5
4 3
c
m 0,8
V 4 10
2 10 kg m
ρ
ρ
-
= =
×
\ = ×
 
 6 
Resposta da questão 12: 
 a) Como o bloco está em repouso sobre uma superfície 
horizontal, a força normal tem a mesma intensidade do 
peso. Então, da definição de pressão: 
 
 
b) Calculando o peso do bloco: 
 
 
Quando totalmente imerso, agem no bloco a normal o 
empuxo e o peso como ilustra a figura. 
 
 
 
Do equilíbrio: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ì =ï ´ï Þ = Þ = =í
´ï = =
ïî
1
1 1 2
2
2 1 2
2
2
Pp
A p A 16.000 20 15 p 8.000Pa.
P p A p 10 15p
A
( ) -= Þ = Þ = ´ Þ =41 1 1
1
Pp P p A P 16.000 10 15 10 P 240N.
A
(N),
!
(E)
!
(P),
!
( )ρ+ = Þ = - Þ = - Þ = - ´ ´ ´ ´ ´ Þ
= - Þ =
3N E P N P E N P Vg N 240 1 10 0,1 0,2 0,15 10 
N 240 30 N 210N.