SIMULADO_-_HIDROSTATICA

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SIMULADO de HIDROSTÁTICA 
 
1. (Uerj) “Isso é apenas a ponta do iceberg” é uma metáfora utilizada em contextos onde há mais 
informação sobre um determinado fato do que se pode perceber de imediato. Essa analogia é 
possível pois 90% de cada um desses blocos de gelo estão submersos, ou seja, não estão 
visíveis. 
 
Essa característica está associada à seguinte propriedade física do iceberg: 
a) inércia 
b) dureza 
c) densidade 
d) temperatura 
 
 
Resposta: 
 
[C] 
 
A flutuação de um corpo extenso em um líquido está relacionada com o equilíbrio da força peso 
com o empuxo. Se o peso do volume deslocado de líquido pela parte imersa for menor que o 
volume do corpo, ele flutua, como no caso do iceberg, navios e demais embarcações. Podemos 
verificar, também, que a razão entre massa e volume, ou seja, a densidade tem papel importante 
na flutuabilidade de corpos em líquidos, pois, se a densidade do corpo é menor que a do líquido, 
o corpo permanece em equilíbrio flutuando em sua superfície, em que a razão entre a densidade 
do corpo e do líquido nos fornece a porcentagem submersa do corpo para casos em que a 
densidade do corpo é menor que a do líquido. Nos navios há deslocamento de grande quantidade 
de líquido permitindo a flutuação. 
 
 
2. (Uem) Sobre líquidos estáticos e incompressíveis, assinale a(s) alternativa(s) correta(s). 
01) Se uma força F é aplicada à superfície de um fluido e atua sobre uma área A perpendicular 
a esta força, então a pressão média P é definida como P F / A.= 
02) A pressão em uma determinada profundidade, em relação à superfície de um líquido, 
depende do formato do recipiente que contém este líquido. 
04) Em um fluido, se dois pontos possuem diferentes profundidades, a diferença entre as 
pressões de cada ponto depende apenas da densidade do líquido, da aceleração da 
gravidade local e da diferença entre os valores das profundidades dos dois pontos. 
08) O acréscimo de pressão, em um ponto de um líquido em equilíbrio, transmite-se 
integralmente a todos os pontos deste líquido. 
16) Quando uma pessoa bebe água usando um canudo, o ar do interior do canudo é sugado 
pela boca, reduzindo a pressão no interior do canudo. Assim, a pressão no interior do canudo 
torna-se menor do que a pressão atmosférica. Isso faz com que a água suba pelo interior do 
canudo e atinja a boca da pessoa. 
 
 
Resposta: 
 
01 + 04 + 08 + 16 = 29. 
 
Justificando o item falso: 
[02] Falso. A pressão em uma determinada profundidade, em relação à superfície de um líquido, 
não depende do formato do recipiente que contém este líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. (Ufsc) Para que as empresas petrolíferas possam retirar o petróleo do fundo do mar, elas 
utilizam as chamadas plataformas de petróleo. Uma delas é a Plataforma Semissubmersível, 
composta de uma estrutura de um ou mais conveses, apoiada em flutuadores submersos. Uma 
unidade flutuante sofre movimentações devido à ação das ondas, correntes e ventos, com 
possibilidade de danificar os equipamentos a serem descidos no poço. Por isso, torna-se 
necessário que ela fique posicionada na superfície do mar, dentro de um círculo com raio de 
tolerância ditado pelos equipamentos de subsuperfície. No sistema de posicionamento dinâmico, 
não existe ligação física da plataforma com o fundo do mar, exceto a dos equipamentos de 
perfuração que não influenciam a flutuação da plataforma. Sensores acústicos determinam a 
deriva, e, no casco, propulsores acionados por computador restauram a posição da plataforma. 
 
Disponível em: <https://petrogasnews.wordpress.com/2011/03/06/tipos-de-plataformas-de-petroleo/>. [Adaptado]. Acesso em: 11 set. 
2017. 
Com base no exposto acima, é correto afirmar que: 
01) na plataforma de posicionamento dinâmico, o empuxo aplicado pela água sobre ela é 
numericamente igual ao seu peso. 
02) os propulsores que restauram a posição da plataforma utilizam as leis de Kepler para 
realizarem sua função. 
04) as plataformas de petróleo não afundam porque são leves se comparadas com a massa da 
água do mar. 
08) a densidade da água do mar influencia o percentual do volume da plataforma que ficará 
submerso. 
16) independentemente da quantidade de petróleo que a plataforma possa extrair para seus 
tanques, o seu volume submerso na água será o mesmo 
 
 
Resposta: 
 
01 + 08 = 09. 
 
[01] Correto. Se a plataforma está em equilíbrio vertical, o peso e o empuxo têm sentidos opostos 
e mesma intensidade. 
[02] Incorreto. As leis de Kepler discutem posição, movimento e órbita de planetas e não de 
plataformas de petróleo. 
[04] Incorreto. Não afundam porque as forças que agem sobre elas estão em equilíbrio. 
[08] Correto. Do equilíbrio entre o empuxo e o peso: 
ág im im
ág
m
P E m g g V V .ρ
ρ
=  =  = O volume imerso é inversamente proporcional 
à densidade da água do mar. Quanto maior a densidade da água do mar, menor será a 
fração imersa do volume. 
[16] Incorreto. Como deduzido no item anterior, quanto maior a massa, maior será o volume 
imerso. 
 
 
 
 
 
 
4. (Ufsc) 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. 
 
 
Resposta: 
 
01 + 04 = 05. 
 
[01] Verdadeira. A densidade é a razão entre a massa e o volume ocupado por ela. 
 
[02] Falsa. O aumento de pressão é distribuído igualmente a todos os pontos do líquido, 
conforme o princípio de Pascal 
 
[04] Verdadeira. A pressão é diretamente proporcional à densidade. 
 
[08] Falsa. Esse é o princípio de Pascal. 
 
[16] Falsa. De acordo com o princípio de Pascal, a pressão é distribuída igualmente e tem a 
seguinte expressão: 
1 2p pΔ Δ= 
 
Porém, a pressão é dada pela razão entre a força e a área: 
1 2
1 2
F F
A A
=
 
 
Assim, as forças dependem diretamente das áreas em cada êmbolo, isto é, a força aplicada 
no êmbolo maior é maior que a força aplicada na ponta da agulha, que tem uma área bem 
menor. 
 
 
 
 
5. (Uepg) Um reservatório cúbico, cujas paredes possuem espessura desprezível, possui arestas 
com 1m de comprimento e uma massa de 20 kg. O reservatório possui a face superior aberta, 
metade do seu volume é preenchida com água e encontra-se sobre uma superfície plana. 
 
Em relação ao enunciado, assinale o que for correto. 
01) A pressão exercida somente pelo reservatório com água sobre a superfície plana é 5,2 kPa. 
02) O valor da pressão atmosférica independe da altitude em relação ao nível do mar. 
04) A força normal exercida pela superfície sobre o reservatório é 250N. 
08) Como o reservatório possui a face superior aberta, a pressão hidrostática e a pressão 
barométrica no fundo do reservatório possuem o mesmo valor. 
16) A pressão hidrostática exercida pela água no fundo do reservatório é 5 kPa. 
 
 
Resposta: 
 
01 + 16 = 17. 
 
Análise das afirmativas: 
[01] Verdadeira. A pressão total (p) exercida pelo reservatório com água sobre a superfície 
plana é a soma da pressão do reservatório r(p ) e a pressão hidrostática h(p ) da água 
contida nele. 
r hp p p= + 
r r
F mg 20 10
p p 200 Pa
A A 1

= = =  = 
h hp gh 1000 10 0,5 p 5000 Paμ= =    = 
 
Finalmente, 
p 200 5000 p 5200 Pa 5,2 kPa= +  = = 
 
[02] Falsa. A pressão atmosférica é definida ao nível médio do mar e a temperatura de 0 C. 
 
[04] Falsa. A força normal é a soma dos pesos da água e do reservatório, ou ainda, o produto 
da pressão sobre a superfície e a área, resultando 
2F p A N 5200 Pa 1m N 5200 N=   =   = 
 
[08] Falsa. A pressão barométrica ou pressão total é a soma da pressão hidrostática e a pressão 
atmosférica. 
 
[16] Verdadeira. Calculado no item 01. 
 
 
 
 
6. (Uepg-pss 2) As afirmações abaixo envolvem conhecimentos que dizem respeito ao Princípio 
de Arquimedes. Nesse âmbito, assinale o que for correto. 
01) O empuxo é um fenômeno que ocorre devido ao fato de a pressão na parte inferior do corpo 
submerso no fluido ser maior que a pressão na sua parte superior. 
02) Dois blocos, um de madeira e outro de chumbo, ambos de mesmo volume, estão totalmente 
submersos em água, com faces paralelas à superfície. O bloco que sofre maior empuxo é o 
de madeira, pois ela é menos densa que o chumbo. 
04) Um cubo de madeira de massa específica 30,8 g cm flutua em um líquido de massa 
específica 31,2 g cm . A relação entre as alturas emersa e imersa é 1 2. 
 
 
08) Para retirarmos com mais facilidade as sementes de um suco de limão espremido, costuma-
se adicionar açúcar ao suco, o que provoca a flutuação das sementes. Isso ocorre porque o 
empuxo exercido sobre as sementes torna-se maior devido ao fato de que a densidade do 
líquido aumenta com a adição do açúcar. 
 
 
Resposta: 
 
01 + 04 + 08 = 13. 
 
[01] Verdadeira. Há diferença de pressão entre dois pontos de um corpo imerso em um fluido, 
quando os mesmos estão a profundidades diferentes dentro do mesmo. 
 
[02] Falsa. Como os blocos têm o mesmo volume e estão totalmente submersos no mesmo 
fluido, eles também tem o mesmo empuxo, pois o empuxo depende da densidade do fluido, 
do volume submerso e da aceleração da gravidade. 
 
[04] Verdadeira. A razão entre a densidade do bloco e a densidade do fluido nos revela a fração 
submersa do corpo. 
3
c
i i i3
l
d 0,8 g cm 2
fração V fração V fração V
d 31,2 g cm
=  =  = 
 
Assim, com a fração do volume imerso, temos também a fração do volume emerso fazendo 
a diferença para um. 
e i e e
2 1
V 1 V V 1 V
3 3
= −  = −  = 
 
Logo, a razão entre os volumes emerso e imerso é: 
e e
i i
V V1 3 1
V 2 3 V 2
=  = 
 
[08] Verdadeira. A adição de soluto não volátil ao suco de limão, aumenta a densidade do líquido, 
aumentando, assim, o empuxo sobre as sementes da fruta, facilitando sua flutuação. 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. (Uepg) Uma esfera maciça, com uma massa de 75 g e 3500 cm de volume, encontra-se 
totalmente submersa em um recipiente com água. A esfera está presa ao fundo do recipiente por 
um fio ideal, inextensível, de volume e massa desprezíveis. 
 
Em relação ao enunciado, assinale o que for correto. 
01) Se o fio for cortado, o empuxo sobre a esfera e o seu peso serão iguais em módulo e de 
sentidos contrários. 
02) O empuxo exercido pela água sobre a esfera é 5 N. 
04) Para o presente caso, a tensão que o fio exerce sobre a esfera não depende da profundidade 
em que a esfera se encontre. 
08) A tensão exercida pelo fio sobre a esfera é 4,25 N. 
16) A tensão exercida pelo fio, sobre a esfera maciça, não depende do volume da esfera 
submersa no líquido. 
 
 
 
 
Resposta: 
 
02 + 04 + 08 = 14. 
 
Diagrama de corpo livre: 
 
 
 
Análise das afirmativas: 
[01] Falsa. Pelo diagrama, nota-se que o empuxo é igual em módulo à soma da tração no fio e 
o peso da esfera. 
 
[02] Verdadeira. Cálculo do empuxo: líq deslE V gμ=   
6 3
3 4 3
desl desl3
10 m
V 500 cm V 5 10 m
1cm
−
−=   =  
3 4 3
3 2
kg m
E 10 5 10 m 10 E 5 N
m s
−=     = 
 
[04] Verdadeira. A tensão não depende da profundidade, dependendo somente do empuxo, que 
por sua vez, depende do volume da esfera submersa (volume deslocado de líquido). Essa 
premissa cairia por terra se a esfera não estivesse totalmente submersa, pois a tensão no 
fio diminuiria, mas estando a esfera totalmente submersa, a tensão no fio é constante. 
 
[08] Verdadeira. A tensão no fio é dada pela diferença entre empuxo e peso: T E P= − 
2P mg 0,075 kg 10 m s P 0,75 N= =   = 
T 5 0,75 T 4,25 N= −  = 
 
[16] Falsa. No item [04] foi respondido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. (Uepg) Uma das extremidades de uma mola é presa em um suporte, de modo que seu 
comprimento esteja ao longo da vertical. O tamanho inicial da mola nessa configuração é 10 cm. 
Quando na outra extremidade é presa uma esfera de aço, densidade do aço 38 g cm= , 
com 310 cm de volume, o comprimento da mola passa a ser de 12 cm. O sistema é montado de 
maneira que a esfera de aço fique totalmente submersa num certo líquido contido num Becker. 
 
 
 
Sabendo que nesta situação o tamanho da mola é 11,7 cm, assinale o que for correto. 
01) Desprezando o volume da mola, o empuxo sobre a esfera quando ela estiver totalmente 
submersa no líquido é 1,2 N. 
02) A massa da esfera de aço é 0,08 kg. 
04) A densidade do líquido é 31,2 g cm . 
08) A constante elástica da mola é 40 N m. 
 
 
Resposta: 
 
02 + 04 + 08 = 14. 
 
[01] Falsa. Massa da esfera: 
esfera esfera
aço 3 3
esfera
esfera
m mg
d 8
V cm 10 cm
m 80 g
=  =
 =
 
 
Peso da esfera: 
2
esferaP 0,08 kg 10 m s 0,8 N=  = 
 
Constante elástica da mola: 
esferaP k x 0,8 k 0,02
k 40 N m
=   = 
 =
 
 
Empuxo: 
esferaP E k x' 0,8 E 40 0,017
E 0,12 N
− =   − = 
 =
 
 
[02] Verdadeira. Vide resposta do item [01]. 
 
[04] Verdadeira. Pela fórmula do empuxo, temos: 
( )6líq esfera líq
3 3 3
líq
E d V g 0,12 d 10 10 10
d 1,2 10 kg m 1,2 g cm
−=    =   
 =  =
 
 
[08] Verdadeira. Vide resposta do item [01]. 
 
 
 
 
9. (Uepg) A respeito de dois corpos de mesmo volume, designados por 1 e 2, imersos em um 
líquido, assinale o que for correto. 
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. 
 
 
Resposta: 
 
 
 
01 + 04 + 16 = 21 
 
Para análise das afirmações, vejamos as expressões de empuxo (E) e peso (P): 
E = (dlíq Vimerso g) e P = (dcorpo Vcorpo g). 
 
(01) Correta. Se dlíq = d2  E = P  o corpo 2 estará em equilíbrio. 
(02) Errada. O empuxo não depende da densidade dos corpos. 
(04) Correta. O empuxo é diretamente proporcional à densidade do líquido. 
(08) Errada. Para concluir se há imersão ou emersão, devemos relacionar a densidade de cada 
corpo com a do líquido. 
(16) Correta. Empuxo, pressão e densidade são propriedades do líquido, nada tendo a ver com 
as características do recipiente. 
 
 
 
 
10. (Ufsc) Pedro (50 kg), Tiago (53 kg) e João (60 kg), três jovens que passam férias em uma 
praia de Florianópolis, encontram uma prancha de surfe tamanho 6’ 7’’, com largura do meio 18’’, 
espessura 2 3/8’’e densidade 0,05 g/cm3. Como não entendem muito de surfe, mas conhecem 
muito de Física, resolvem fazer testes em uma piscina de água doce, realizar alguns cálculos e 
discutir conceitualmente sobre as propriedades físicas envolvidas na prática do surfe. Os jovens 
modelam a prancha como um paralelepípedo de comprimento 2,0 m, largura 0,45 m e altura 6,0 
cm. 
As conclusões obtidas foram sintetizadas nas afirmações abaixo. 
 
Com base no enunciado, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 
01) A altura da parte submersa da prancha quando flutua na água é de 0,3 cm. 
02) O princípio de Arquimedes declara que todo corpo leve flutua na água e todo corpo pesado 
afunda. 
04) Quando aumenta a densidade da água na qual a prancha está flutuando, diminui a altura da 
parte submersa. 
08) A prancha suportaria apenas o peso de Pedro e Tiago, em pé sobre ela, sem afundar. 
16) A força de empuxo que atua sobre a prancha em flutuação existe porque a pressão que a 
água exerce sobre a prancha aumenta com a profundidade. 
 
 
Resposta: 
 
01 + 04 + 16 = 21. 
 
[01] Correta. Se a prancha está em equilíbrio, o empuxo e o peso equilibram-se. 
base imp
ág im p p
ág base
p
im im im
ág
A hd
E P d V g d V g 
d A H
d 0,05
h H h 6 h 0,3cm.
d 1
=  =  = 
=  =   =
 
 
 
 
[02] Incorreta. O princípio de Arquimedes declara que todo corpo total ou parcialmente imerso 
em um fluido recebe desse fluido uma força vertical e para cima, chamada empuxo, cuja 
intensidade é igual à do peso de fluido deslocado. 
 
[04] Correta. Conforme expressão obtida na afirmativa [01]: 
( )pim ág im
ág
d
h H d h .
d
=     
 
[08] Incorreta. Dados: dp = 0,05 g/cm3 = 50 kg/m3; dág = 1 g/cm3 = 1.000 kg/m3. 
A intensidade máxima do empuxo é quando a prancha estiver prestes a afundar, 
equilibrando o peso do conjunto jovem-prancha. Calculando a massa máxima que pode ser 
colocada sobre a prancha: 
( ) ( )
máx máx p ág p máx p p
máx ág p p máx
máx
E P P d V g m g d V g 
m d d V m 1.000 50 2 0,45 0,06 950 0,054 
m 51,3 kg .
= +  = + 
= −  = −    =  
=
 
As massas de Pedro, Tiago e João são, respectivamente, 50 kg, 53 kg e 60 kg. 
Portanto, a prancha suportaria, sem afundar, apenas o peso de Pedro. 
 
[16] Correta. De acordo com o teorema de Stevin: 
( )ágp d g h h p .=    