10 28 Lista Vasos Comunicantes, Pascal e Empuxo

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Prof. Daniel Ortega 
Física 
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Lista de Exercícios – Vasos Comunicantes, Pascal e Empuxo 
 
1. (Ufrgs 2019) Em um tubo transparente em forma de U 
contendo água, verteu-se, em uma de suas extremidades, 
uma dada quantidade de um líquido não miscível em água. 
Considere a densidade da água igual a 31g cm . 
A figura abaixo mostra a forma como ficaram distribuídos a 
água e o líquido (em cinza) após o equilíbrio. 
 
 
Qual é, aproximadamente, o valor da densidade do líquido, 
em 3g cm ? 
 
a) 1,5. 
b) 1,0. 
c) 0,9. 
d) 0,7. 
e) 0,5. 
 
2. (Ime 2019) Um manômetro de reservatório é composto 
por dois tubos verticais comunicantes pelas respectivas 
bases e abertos em suas extremidades. Esse conjunto é 
preenchido parcialmente por um fluido e, como o dispositivo 
encontra-se no ar à pressão atmosférica padrão, o nível de 
fluido nos dois tubos é o mesmo. Em um dado momento, no 
tubo à esquerda, é adicionada uma pressão manométrica 
equivalente a 12 mm de coluna de água. 
Considerando que não haja vazamento no manômetro, a 
ascensão de fluido no tubo à direita, em mm, é igual a: 
 
Dados: 
- diâmetro do tubo à esquerda: 20 mm; 
- diâmetro do tubo à direita: 10 mm; e 
- densidade do fluido: 1,2. 
 
a) 20 
b) 40 
c) 8 
d) 4 
e) 10 
 
3. (Eear 2018) Em um sistema de vasos comunicantes, são 
colocados dois líquidos imiscíveis, água com densidade de 
31,0 g cm e óleo com densidade de 30,85 g cm . Após os 
líquidos atingirem o equilíbrio hidrostático, observa-se, 
numa das extremidades do vaso, um dos líquidos isolados, 
que fica a 20 cm acima do nível de separação, conforme 
pode ser observado na figura. 
 
 
 
Determine o valor de x, em cm, que corresponde à altura 
acima do nível de separação e identifique o líquido que 
atinge a altura x. 
 
a) 8,5; óleo 
b) 8,5; água 
c) 17,0; óleo 
d) 17,0; água 
 
4. (Pucrj 2017) Um tubo em forma de U, aberto nos dois 
extremos e de seção reta constante, tem em seu interior 
água e gasolina, como mostrado na figura. 
 
 
 
Sabendo que a coluna de gasolina (à esquerda) é de 
10 cm, qual é a diferença de altura h, em cm, entre as 
duas colunas? 
 
Dados: 
densidade volumétrica da água 
3
água 1g cmρ = 
densidade volumétrica da gasolina 
3
gasolina 0,75 g cmρ = 
 
a) 0,75 
b) 2,5 
c) 7,5 
d) 10 
e) 25 
 
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5. (Efomm 2017) O tipo de manômetro mais simples é o 
de tubo aberto, conforme a figura abaixo. 
 
 
 
Uma das extremidades do tubo está conectada ao 
recipiente que contém um gás a uma pressão gásp , e a 
outra extremidade está aberta para a atmosfera. O líquido 
dentro do tubo em forma de U é o mercúrio, cuja densidade 
é 3 313,6 10 kg m . Considere as alturas 1h 5,0 cm= e 
2h 8,0 cm.= Qual é o valor da pressão manométrica do gás 
em pascal? 
 
Dado: 2g 10 m s= 
a) 
34,01 10 
b) 
34,08 10 
c) 
240,87 10 
d) 
44,9 10 
e) 
248,2 10 
 
TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 
Dados: 
 
Aceleração da gravidade: 210 m/s . 
Densidade do mercúrio: 313,6 g/cm . 
Pressão atmosférica: 5 21,0 10 N/m . 
Constante eletrostática: 9 2 20 0k 1 4 9,0 10 N m /C .πε= =   
 
6. (Ufpe 2012) O balão de vidro da figura contém um gás 
ideal à temperatura de 27 ºC. O balão está conectado a um 
tubo em U contendo mercúrio, através de um capilar fino. A 
outra extremidade do tubo em U está aberta para a 
atmosfera. Se a região onde está localizado o balão é 
aquecida para uma temperatura de 129 ºC, determine o 
desnível alcançado pelas colunas de mercúrio dado pela 
altura h. Despreze o volume do gás que penetra no braço 
esquerdo do tubo em comparação com o volume do balão. 
Dê a sua resposta em centímetros. 
 
 
 
 
7. (Ufsc 2019) 
 
O uso de agulhas para a aplicação de remédios 
intravenosos (dentro de uma veia) existe há muito tempo e 
requer perícia por parte do profissional de saúde, 
principalmente quando são utilizadas em regiões delicadas 
como, por exemplo, o espaço supracoroide, na parte 
posterior do olho, onde a agulha deve parar após a 
transição pela esclera, tecido com menos de 1 milímetro de 
espessura, para evitar danificar a retina. 
Para resolver esse problema, foi criada uma agulha 
inteligente, que possui um sensor que percebe a densidade 
de cada tecido que está atravessando, e o injetor inteligente 
utiliza as diferenças de pressão para permitir o movimento 
da agulha até o tecido-alvo, podendo assim avisar ao 
aplicador onde deve injetar o medicamento. 
Disponível em: https://www.ultimasnoticias.inf.br/noticia/pesquisadores-
desenvolvem-agulha-inteligente/. [Adaptado]. Acesso em: 17 mar. 2019. 
 
 
Sobre o assunto abordado e com base no exposto acima, é 
correto afirmar que: 
01) a densidade é uma grandeza relacionada com a 
concentração de massa em certo volume. 
02) quando o êmbolo da seringa é pressionado, o remédio 
sofre uma pressão que será transmitida apenas em uma 
direção do remédio. 
04) quanto mais denso o tecido, maior é a pressão que ele 
exerce sobre o bico injetor da agulha. 
08) segundo o princípio de Arquimedes, a pressão exercida 
sobre os líquidos é transmitida para todos os pontos do 
líquido. 
16) a força aplicada no êmbolo da seringa tem o mesmo 
módulo da força que o remédio aplica sobre o tecido. 
 
8. (Ufsc 2019) No Circo da Física, o público também pode 
se divertir com uma atração chamada Barra de Guerra, uma 
adaptação do tradicional cabo de guerra em que os 
participantes empurram uma barra em vez de puxar uma 
corda. Dois participantes, com portes físicos semelhantes, 
são convidados a empurrar a barra, um na posição 1 e outro 
 
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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 fluido em equilíbrio e dois êmbolos de diâmetros 
D1 e D2 2D1,= conforme a figura abaixo. 
 
 
Com base no exposto acima e na figura, é correto afirmar 
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 distância na 
qual a barra do participante da posição 2 se move. 
 
9. (Ufpr 2018) Numa prensa hidráulica, um fluido 
incompressível é utilizado como meio de transferência de 
força de um êmbolo para outro. Numa dessas prensas, uma 
força BF foi aplicada ao êmbolo B durante um intervalo de 
tempo t 5 s,Δ = conforme mostra a figura a seguir. Os 
êmbolos A e B estavam inicialmente em repouso, têm 
massas desprezíveis e todas as perdas por atrito podem ser 
desprezadas. As observações foram todas feitas por um 
referencial inercial, e as áreas dos êmbolos são 
2
AA 30 cm= e 
2
BA 10 cm .= A força aplicada ao êmbolo 
B tem intensidade BF 200 N= e o fluido da prensa é 
incompressível. 
 
 
 
a) Durante o tempo de aplicação da força BF , o êmbolo B 
desceu por uma distância 𝑑𝐵 = 6 𝑐𝑚. Qual a potência 
média do agente causador da força �⃗�𝐵? 
b) Qual a intensidade 𝐹𝐴 da força produzida sobre o êmbolo 
A ? 
 
10. (G1 - ifba 2017) Ao utilizar um sistema de vasos 
comunicantesideal, cujos diâmetros das seções 
transversais circulares valem 2,0 𝑐𝑚 e 10,0 𝑐𝑚, 
respectivamente, conforme figura. 
 
 
 
É desejável elevar veículos a velocidade constante, cuja 
carga máxima seja de até 4.000,0 𝑘𝑔. Considerando a 
gravidade local igual a 10,0 
𝑚
𝑠2
, o módulo da força 𝐹1⃗⃗ ⃗⃗ , em 
newtons, necessária para elevar esta carga máxima, vale: 
 
a) 40.000,0 
b) 10.000,0 
c) 4.000,0 
d) 1.600,0 
e) 1.000,0 
 
11. (Eear 2017) Uma prensa hidráulica possui ramos com 
áreas iguais a 215 cm e 260 cm . Se aplicarmos uma força 
de intensidade 1F 8 N= sobre o êmbolo de menor área, a 
força transmitida ao êmbolo de maior área será: 
 
a) 1
F
4
 
b) 1
F
2
 
c) 12 F 
d) 14 F 
 
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 12. (Epcar (Afa) 2015) A figura abaixo representa um 
macaco hidráulico constituído de dois pistões A e B de 
raios AR 60 cm= e BR 240 cm,= respectivamente. Esse 
dispositivo será utilizado para elevar a uma altura de 2 m, 
em relação à posição inicial, um veículo de massa igual a 1 
tonelada devido à aplicação de uma força F. Despreze as 
massas dos pistões, todos os atritos e considere que o 
líquido seja incompressível. 
 
 
 
Nessas condições, o fator de multiplicação de força deste 
macaco hidráulico e o trabalho, em joules, realizado pela 
força F, aplicada sobre o pistão de menor área, ao levantar 
o veículo bem lentamente e com velocidade constante, são, 
respectivamente, 
a) 4 e 
42,0 10 
b) 4 e 
35,0 10 
c) 16 e 
42,0 10 
d) 16 e 
31,25 10 
 
13. (G1 - cps 2019) Os estudos de hidrostática de 
Arquimedes (288-212 a.C.) o levaram a conclusão de que 
corpos imersos em um líquido, total ou parcialmente, 
sofrem a ação de uma força vertical, voltada para cima, 
denominada empuxo. Devido às características dessa 
força, o empuxo opõe-se à ação do peso, que atua sobre 
todos os corpos. 
 
Quando um corpo se encontra totalmente submerso, a 
relação entre a força peso e a força de empuxo reduz-se a 
um confronto entre densidades: a do corpo e a do líquido 
no qual ele se encontra submerso. 
 
Para obter o empuxo necessário, alguns peixes ósseos 
possuem um órgão denominado bexiga natatória que os 
auxilia no controle de sua flutuação sem o auxílio de suas 
nadadeiras, devido à presença de gás em seu interior. 
Quando um peixe desse tipo apresenta problemas na 
bexiga natatória e não consegue manter o gás aprisionado, 
terá dificuldades em manter-se a uma mesma profundidade 
e também em aproximar-se da superfície, tendendo a ficar 
no fundo. 
 
 
 
Para o peixe, nessas condições, podemos concluir 
corretamente que o 
a) seu peso é nulo. 
b) empuxo é nulo. 
c) empuxo é maior que seu peso. 
d) empuxo é igual ao seu peso. 
e) empuxo é menor que seu peso. 
 
14. (G1 - cftmg 2019) O empuxo é um fenômeno bastante 
familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você 
pode se levantar de dentro de uma piscina em comparação 
com tentar se levantar de fora da água, ou seja, no ar. 
 
De acordo com o princípio de Arquimedes, que define 
empuxo, marque a proposição correta. 
 
a) Quando um corpo flutua na água, o empuxo recebido por 
ele é menor do que o seu peso. 
b) Dois objetos de mesmo volume, quando imersos em 
líquidos de densidades diferentes, sofrem empuxos 
iguais. 
c) O princípio de Arquimedes é válido para corpos 
mergulhados em líquidos e não pode ser aplicado para 
gases. 
d) Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre 
uma força vertical para cima e igual em módulo ao peso 
do fluido deslocado. 
 
15. (Efomm 2018) Em um recipiente contendo dois líquidos 
imiscíveis, com densidade 31 0,4 g cmρ = e 
3
2 1,0 g cm ,ρ = é mergulhado um corpo de densidade 
3
c 0,6 g cm ,ρ = que flutua na superfície que separa os 
dois líquidos (conforme apresentado na figura). O volume 
de 310,0 cm do corpo está imerso no fluido de maior 
densidade. Determine o volume do corpo, em 
3cm , que 
está imerso no fluido de menor densidade. 
 
 
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a) 5,0 
b) 10,0 
c) 15,0 
d) 20,0 
e) 25,0 
 
16. (Uerj 2018) Em uma experiência de hidrostática, uma 
bola de futebol foi presa com um fio ideal no fundo de um 
recipiente com água, conforme representado na figura. 
 
 
 
Sabe-se que a bola possui massa de 0,45 kg e volume de 
3 35,7 10 m .− 
Dados: gravidade local, 2g 10 m s= e densidade da água,
3 310 kg m .ρ = 
 
Determine, em newtons, a tração exercida pelo fio. 
 
17. (Espcex (Aman) 2018) Quatro objetos esféricos 
𝐴,  𝐵,  𝐶 e 𝐷, sendo respectivamente suas massas 
𝑚𝐴,  𝑚𝐵 ,  𝑚𝐶 e 𝑚𝐷 , tendo as seguintes relações 𝑚𝐴 > 𝑚𝐵 e 
𝑚𝐵 = 𝑚𝐶 = 𝑚𝐷, são lançados dentro de uma piscina 
contendo um líquido de densidade homogênea. Após algum 
tempo, os objetos ficam em equilíbrio estático. Os objetos 𝐴 
e 𝐷 mantêm metade de seus volumes submersos e os 
objetos 𝐶 e 𝐵 ficam totalmente submersos conforme o 
desenho abaixo. 
 
 
 
 
Sendo 𝑉𝐴,  𝑉𝐵,  𝑉𝐶 e DV os volumes dos objetos 𝐴,  𝐵,  𝐶 e 𝐷, 
respectivamente, podemos afirmar que 
a) 𝑉𝐴 = 𝑉𝐷 > 𝑉𝐶 = 𝑉𝐵 
b) 𝑉𝐴 = 𝑉𝐷 > 𝑉𝐶 > 𝑉𝐵 
c) 𝑉𝐴 > 𝑉𝐷 > 𝑉𝐵 = 𝑉𝐶 
d) 𝑉𝐴 < 𝑉𝐷 = 𝑉𝐵 = 𝑉𝐶 
e) 𝑉𝐴 = 𝑉𝐷 < 𝑉𝐶 < 𝑉𝐵 
 
18. (Ime 2017) 
 
A figura acima apresenta um bloco preso a um cabo 
inextensível e apoiado em um plano inclinado. O cabo 
passa por uma roldana de dimensões desprezíveis, tendo 
sua outra extremidade presa à estrutura de um sistema de 
vasos comunicantes. Os vasos estão preenchidos com um 
líquido e fechados por dois pistões de massas desprezíveis 
e equilibrados à mesma altura. O sistema é montado de 
forma que a força de tração no cabo seja paralela ao plano 
inclinado e que não haja esforço de flexão na haste que 
prende a roldana. 
A expressão da força F que mantém o sistema em 
equilíbrio, em função dos dados a seguir, é: 
 
Dados: 
- Aceleração da gravidade: g; 
- Massa do corpo: m; 
- Inclinação do plano de apoio: ;θ 
- Áreas dos pistões: 1A e 2A . 
a) 21
2
A
m g sen ( )
A
θ 
b) 21
2
A
m g cos ( )
A
θ 
c) 21
2
A
2 m g sen ( )
A
θ 
d) 21
2
A
2 m g cos ( )
A
θ 
e) 1
2
A
m g sen (2 )
A
θ 
 
GABARITO 
 
1.D 2.C 3.D 4.B 5.B 6. 25 cm 
7.[05] 8.[22] 9.a) 2,4 W; b) 600 N 10.D 11.D 
12.C 13.E 14.D 15.D 16.52,5 N 
17.C 18.C