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Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 1 de 32 TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Um peixe ósseo com bexiga natatória, órgão responsável por seu deslocamento vertical, encontra-se a de profundidade no tanque de um oceanário. Para buscar alimento, esse peixe se desloca em direção à superfície; ao atingi-la, sua bexiga natatória encontra-se preenchida por de oxigênio molecular. 1. (Uerj 2017) O deslocamento vertical do peixe, para cima, ocorre por conta da variação do seguinte fator: a) densidade b) viscosidade c) resistividade d) osmolaridade TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Sempre que necessário, use e 2. (Unicamp 2021) A força normal aplicada pela agulha de um toca-discos sobre o disco tem módulo igual a A área de contato entre a agulha e o disco é igual a Qual é a pressão exercida pela agulha sobre o disco? Dado: a) b) c) d) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos. 3. (Unicamp 2021) A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido no seu interior é A densidade do argônio líquido no tanque é Assim, a altura do tanque será de a) 2,0 m. b) 4,0 m. c) 7,8 m. d) 25,0 m. 4. (Uerj 2020) “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 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 5. (Acafe 2020) A reciclagem é uma atividade importante para a sustentabilidade do planeta. Ela pode ocorrer tanto com a matéria prima que constitui um determinado objeto, como com o próprio objeto que pode ser reutilizado para desempenhar novamente sua função ou criar outros objetos. Pensando nesta reciclagem, surfistas criaram, a partir de garrafas PET de litros, uma prancha de Stand Up com dessas garrafas, como mostra a figura abaixo. Neste sentido, considere uma surfista que deseja testar a flutuabilidade dessa prancha. Para isso, ela fica de pé sobre a prancha em uma piscina e percebe que ela Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 2 de 32 flutua bem. Desconsiderando o peso das garrafas e sabendo que elas ficaram com de seu volume submerso, marque a alternativa que indica, em a massa da surfista. a) b) c) d) 6. (Uece 2020) Nos últimos meses, foram noticiadas muitas queimadas na Floresta Amazônica. Considerando que não haja correntes de vento horizontais na região de incêndio, a fumaça tende a subir, pelo fato de a) ter menor densidade que o ar acima do incêndio. b) ter maior densidade que o ar acima do incêndio. c) ter menor viscosidade que o ar nas regiões laterais à queimada. d) ter maior viscosidade que o ar nas regiões laterais à queimada. 7. (Ufpr 2020) Uma força de módulo é aplicada perpendicularmente sobre uma superfície de área gerando uma pressão de valor Se a força se torna quatro vezes maior e a área cai pela metade, a pressão torna-se Com base nesses dados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da relação entre e a) b) c) d) e) 8. (Uel 2020) A figura a seguir destaca os “Tubos de Pitot” de uma aeronave do Museu do Voo em Seattle. Presentes nas aeronaves em operação na aviação civil e militar, uma de suas principais funções é a aferição da velocidade dos aviões. Com base nos conceitos da mecânica de fluidos, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, os princípios físicos utilizados para explicar o funcionamento do Tubo de Pitot. a) A velocidade de um fluido que escoa no interior de um tubo é inversamente proporcional à densidade específica desse fluido em temperatura ambiente. b) A variação da pressão em qualquer ponto de um fluido que escoa num tubo é inversamente proporcional à área de seção transversal desse tubo. c) A variação da pressão entre dois pontos no interior de um fluido em repouso é igual à razão da densidade do fluido pelo desnível vertical entre os pontos. d) A velocidade de um fluido que escoa no interior de um tubo é resultado do produto da densidade do mesmo pela pressão atmosférica. e) A variação da pressão aferida em um ponto de um fluido em equilíbrio é transferida integralmente para todos os pontos desse fluido. 9. (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. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 3 de 32 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) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Em 16 de julho de 1969, o foguete Saturno V, com aproximadamente toneladas de massa, foi lançado carregando a cápsula tripulada Apollo 11, que pousaria na Lua quatro dias depois. 10. (Ufrgs 2020) Na preparação para executarem tarefas na Lua, onde o módulo da aceleração da gravidade é cerca de do módulo da aceleração da gravidade na superfície da Terra, astronautas em trajes espaciais praticam totalmente submersos em uma piscina, em um centro de treinamento. Como um astronauta com um traje espacial tem peso de módulo na Terra, qual deve ser o módulo da força de empuxo para que seu peso aparente na água seja igual ao peso na Lua? a) b) c) d) e) 11. (Uece 2019) O município de Fortaleza experimentou, nos primeiros meses de 2019, uma intensa quadra chuvosa. Em abril, por exemplo, dados de uma instituição de meteorologia revelaram que a média de chuva no mês inteiro, no município, foi aproximadamente Supondo que a densidade da água seja considerando que o município de Fortaleza tenha uma área de aproximadamente e que a chuva tenha se distribuído uniformemente em toda a área, é correto estimar que a massa total de chuva foi a) b) c) d) 12. (Uece 2019) A UECE realiza sistematicamente monitoramento da qualidade do ar na entrada de um de seus campi. Um dos dados que se pode monitorar é a concentração de material particulado (MP) suspenso no ar. Esse material é uma mistura complexa de sólidos com diâmetro reduzido. Em geral, o MP é classificado de acordo com o diâmetro das partículas, devido à relação existente entre diâmetro e possibilidade de penetração no trato respiratório, podendo ser danoso à saúde. Supondo-se que, em uma dada medição, Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 4 de 32 identificou-se que há uma concentração de de MP por cada de ar em uma grande avenida. Assumindo-se que a densidade dessas partículas (MP) é igual à densidade da água pode-se afirmar corretamente que o volume de material particulado presente em de ar é a) b) c) d) 13. (Ufrgs 2019) Em um tubo transparente em forma de 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 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 a) b) c) d) e) 14. (Uece 2019) Considere um recipiente cilíndrico hermeticamente fechado contendo água. Suponha que a altura do cilindro seja igual ao diâmetro da base. Sejam duas situações: (i) o cilindro repousa com a base em contato com uma mesa; (ii) o cilindro repousa com as faces planas perpendiculares à mesa. Sejam e as pressões hidrostáticas na água em pontos mais próximos à mesa para as situações (i) e (ii), respectivamente. Da mesma forma, e são as pressões exercidas pelo recipiente cilíndrico sobre a mesa nas duas situações anteriores. Assim, é correto afirmar que a) e b) e c) e d) e 15. (Ufpr 2019) Um conceito importante que surge no estudo dos fluidos é o conceito de pressão. Com relação a ele, considere as seguintes afirmativas: 1. A pressão atmosférica ao nível do mar a vale 2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a uma pressão constante é chamado isobárico. 3. A pressão exercida por um líquido num dado ponto aumenta à medida que a profundidade desse ponto aumenta. 4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o pascal Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 1 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras. e) As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras. 16. (Uece 2019) Considere uma situação em que uma pessoa segura um prego metálico com os dedos, de modo que a ponta desse prego fique pressionada pelo polegar e a cabeça pelo indicador. Assumindo que a haste do prego esteja em uma direção normal às superfícies de contato entre os dedos e o prego, é correto afirmar que a) a força que atua na ponta do prego é maior que a atuante na cabeça. b) a pressão do metal sobre o indicador é maior que sobre o polegar. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 5 de 32 c) a pressão do metal sobre o indicador é menor que sobre o polegar. d) a força que atua na ponta do prego é menor que a atuante na cabeça. 17. (Uece 2019) Projetos de edifícios esbeltos e com alturas que podem chegar até metros têm gerado um novo tipo de demanda para os centros de pesquisa e universidades que fazem ensaios aerodinâmicos. Nesses ensaios, uma versão em escala reduzida do edifício é construída e submetida a condições de vento controladas em um equipamento de laboratório chamado túnel de vento, tal como o túnel de vento que existe na UECE. Considere que, em um desses ensaios, uma dada superfície do prédio (edifício em escala reduzida) é submetida a uma pressão, pela ação do vento, de Caso essa superfície tenha área de a força total devido ao vento nessa área é, em igual a a) b) c) d) 18. (Famerp 2019) Em 1643, Evangelista Torricelli realizou um experimento com o qual mediu a pressão atmosférica terrestre ao nível do mar. Encheu com mercúrio um tubo de aproximadamente de comprimento, fechou-o e, invertendo o tubo, mergulhou sua extremidade em outro recipiente também contendo mercúrio. Após a abertura da extremidade do tubo, o mercúrio desceu até estabilizar-se à altura de Anos depois, por iniciativa de Blaise Pascal, o mesmo experimento foi realizado na França, no alto de uma montanha, e a coluna de mercúrio se estabilizou a uma altura de Considerando a pressão atmosférica ao nível do mar igual a e que a aceleração da gravidade tem o mesmo valor no alto da montanha e ao nível do mar, a pressão atmosférica no alto da montanha onde foi realizado o experimento era a) b) c) d) e) 19. (Unicamp 2019) Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espera, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com do seu volume submerso (figura 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. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 6 de 32 Nessa situação, 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. Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade aproxime e a) O peso da boia. b) O dobro do peso da boia. c) O peso do peixe menos o peso da boia. d) O peso do peixe menos o dobro do peso da boia. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Texto para a(s) questão(ões) a seguir. Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia. 20. (Unicamp 2019) Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água em função da profundidade a partir da superfície como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados). Considere que a densidade da água é e constante para todas as profundidades medidas pelo drone. Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superfície e uma profundidade para a qual a temperatura da água é Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade aproxime e a) b) c) d) TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia a notícia, divulgada em maio 2017, para responder à(s) questão(ões). Navio autônomo e elétrico O primeiro navio autônomo – e, além disso, totalmente elétrico – já tem data marcada para começar a navegar. O Yara Birkeland (homenagem ao cientista norueguês Kristian Birkeland) deverá começar a operar na segunda metade de 2018, levando produtos da fábrica de fertilizantes da Yara, em Porsgrunn, até as cidades de Brevik e Larvik – todas na Noruega. O navio elétrico e autônomo deverá substituir caminhões que fazem viagens por ano. Ele operará exclusivamente nessa rota, um trajeto de milhas náuticas, pouco mais de km. Com metros de calado1 e toneladas de porte bruto, o navio autônomo Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 7 de 32 poderá atingir até nós), mas deverá operar em velocidade de cruzeiro de nós). Ele será impulsionado por dois mecanismos azimutais, em que o motor inteiro se movimenta para fazer o navio virar. Seu conjunto de baterias pode prover até A navegação autônoma se baseará em um extenso conjunto de sensores redundantes, incluindo câmeras no visível e no infravermelho, RADAR (Radio Detection And Ranging), LIDAR (Light Detection And Ranging) e AIS (Automatic Identification System), um sistema de monitoramento de curto alcance já utilizado em navios e serviços de tráfego de embarcações. <https://tinyurl.com/yapk5b5f> Acesso em: 10.10.2018. Adaptado. 1Calado – distância vertical entre a superfície da água e a parte mais baixa do navio naquele ponto. 21. (Fatec 2019) Relacionando as informações do texto com os respectivos conceitos físicos, está correto afirmar que a) equivale à potência máxima da bateria em condições normais. b) podemos considerar que, em condições de estabilidade estática e repouso, o empuxo aplicado no navio equivale a c) as “câmeras no visível e no infravermelho” referem-se a câmeras que operam com ondas eletromagnéticas nas frequências do visível e do infravermelho e, portanto, não funcionam à noite. d) o sistema de detecção RADAR funciona por emissão de ondas mecânicas de rádio na frequência da luz visível. e) o sistema de detecção LIDAR torna-se mais lento e menospreciso em comparação a outros métodos por operar com pulsos de luz laser. 22. (Acafe 2018) Maria, após colocar ração para o peixe Beta do irmão, fica observando seu movimento no aquário e percebe que ele leva para sair de sua posição e chegar onde está a ração. Tentando lembrar-se de seus estudos, cria um esquema do aquário no instante em que o peixe começou seu movimento (figura abaixo), desenhando sua trajetória (linha tracejada que liga o peixe a ração), e faz algumas afirmações. Nesse sentido, julgue as afirmações da garota, marcando com V as verdadeiras e com F as falsas. ( ) O espaço percorrido pelo peixe é numericamente igual ao módulo de seu deslocamento. ( ) O deslocamento do peixe tem módulo de ( ) O peixe desenvolveu uma velocidade escalar média de ( ) O peixe não realizou um MRU. ( ) A pressão hidrostática sobre o peixe, no início do seu movimento, é maior do que a pressão hidrostática sobre a ração. A sequência correta, de cima para baixo, é: a) V – V – F – F – V b) F – F – V – V – V c) V – V – V – F – F d) F – V – F – V – V 23. (Uece 2018) A física ambiental aborda, dentre outros assuntos, a poluição atmosférica. Na atmosfera poluída de grandes centros urbanos há, além de gases, poluentes na forma de partículas. A área superficial dessas partículas é um fator muito relevante no seu impacto ambiental. Considere duas partículas com mesma densidade e tamanhos diferentes, de modo que uma tem o dobro da massa da outra. Para simplificar a análise, considere que as partículas sejam esféricas. Suponha que seja colhida uma amostra A somente com partículas maiores, e outra amostra B somente com partículas do tamanho menor. As duas amostras têm a mesma massa total. A área total das partículas em cada amostra é obtida pela soma das áreas das esferas. Assim, a razão entre a área total na Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 8 de 32 amostra de partículas menores pela área total das partículas maiores é a) b) c) d) 24. (Ufpr 2018) Um pesquisador, investigando propriedades ligadas à dilatação de materiais, fez experimentos envolvendo dois materiais e que foram aquecidos numa dada faixa de temperatura enquanto seus volumes foram medidos. Sabe-se que ele usou a mesma quantidade de massa para os materiais, sendo que o material é líquido e o é sólido. O pesquisador construiu, então, o gráfico a seguir, no qual são apresentadas as curvas de volume em função da temperatura para os materiais (linha cheia) e (linha pontilhada). Com relação ao assunto, identifique como verdadeiras (V) ou falsas (F) as seguintes afirmativas: ( ) Os dois materiais têm mesma densidade em ( ) À medida que a temperatura aumenta, o material se contrai até e somente a partir dessa temperatura passa a dilatar-se. ( ) Em um objeto maciço feito do material se for colocado dentro de um recipiente contendo o material afunda quando sujeito apenas a forças gravitacionais e a forças exercidas pelo material Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo. a) V – F – V. b) F – V – F. c) V – V – F. d) F – F – V. e) V – V – V. 25. (Uece 2018) Há uma legislação específica do Ministério da Saúde para produtos comestíveis, como sorvetes, que estabelece, dentre outras normas, que o volume de desses produtos deve ser de aproximadamente Assim, é correto afirmar que a densidade recomendada para esses produtos é a) b) c) d) 26. (Unicamp 2018) Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar atmosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aeronave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima, está associada à diferença de pressão entre as partes inferior e superior do avião. Considere um avião de massa total em voo horizontal. Sendo a área efetiva de sustentação do avião na situação de voo horizontal vale a) b) c) d) 27. (Uece 2018) Uma caixa d’água a de altura do solo é conectada a duas torneiras idênticas, ambas à mesma altura do solo. A torneira 1 é conectada ao fundo da caixa por um cano de de diâmetro, e a torneira 2 é alimentada da mesma forma, mas por um cano de É correto afirmar que a pressão da água a) na torneira 1 é maior que na 2. b) nas torneiras é a mesma se estiverem fechadas, e maior que zero. c) na torneira 2 é maior que na 1. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 9 de 32 d) nas torneiras é zero se ambas estiverem fechadas. 28. (Unesp 2018) No processo de respiração, o ar flui para dentro e para fora dos pulmões devido às diferenças de pressão, de modo que, quando não há fluxo de ar, a pressão no interior dos alvéolos é igual à pressão atmosférica. Na inspiração, o volume da cavidade torácica aumenta, reduzindo a pressão alveolar de um valor próximo ao de uma coluna de de (água). Considerando a aceleração gravitacional igual a e a massa específica da água igual a a variação da pressão hidrostática correspondente a uma coluna de de é a) b) c) d) e) 29. (Uece 2018) Considere um tanque cilíndrico com água e cuja pressão no fundo é Considerando a aceleração da gravidade como e a densidade da água é correto afirmar que a altura da coluna de água é, em metros, a) b) c) d) 30. (Uece 2018) Considere um tanque cilíndrico de altura e completamente cheio com um líquido incompressível. Seja e a pressão hidrostática no fundo e a meia altura do tanque. Desprezando a pressão atmosférica, é correto afirmar que a) b) c) d) 31. (Ufrgs 2018) A figura I representa um corpo metálico maciço, suspenso no ar por um dinamômetro, que registra o valor A figura II representa o mesmo corpo totalmente submerso na água, e o dinamômetro registra Desprezando o empuxo do ar e considerando a densidade da água e a aceleração da gravidade o volume e a densidade do corpo são, respectivamente, a) e b) e c) e d) e e) e 32. (Acafe 2018) Quando ocorre vazamento de petróleo e derivados nos oceanos, são utilizadas barreiras de contenção a fim de controlar a área afetada e facilitar o recolhimento do material evitando, assim, um desastre ambiental de maiores proporções. As barreiras de contenção são colocadas em configurações distintas sobre a água, tais como, configuração em “U”, configuração em “V” e configuração em “J”, entretanto, seus componentes básicos geralmente são os mesmos: o material flutuador, o lastro para manter a lona na posição vertical dentro da água e a lona que reveste o flutuador e o lastro. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 10 de 32 Na figura temos um exemplo de uma barreira de contenção em configuração de “cerco completo” e um corte, em vista frontal, de seus elementos básicos. Com base na figura e no exposto acima, analise as afirmações a seguir e assinale a alternativa que contém todas as corretas. I. A densidade do lastro é maior que a densidade da água. II. O empuxo exercido sobre a barreira de contenção tem maior módulo que o peso da mesma. III. A densidade da água é maior que a densidade do flutuador. IV. O empuxo exercido sobre a barreira de contenção tem maior módulo se o desastre ocorrer no mar do que em um rio de água doce. V. A densidade da barreira de contenção tem o mesmo módulo que a densidade da água. a) II - III - IV b) III - IV - V c) IV - V d) I - III 33. (Uel 2018) Observea figura a seguir. Na figura, é possível observar um aparelho de TV, que se comporta como um corpo maciço que supostamente flutua em equilíbrio sobre a lama. Nessas condições, é correto afirmar que a TV flutua porque a) massa específica do aparelho de TV é maior que a massa específica da lama. b) o volume de lama deslocado é igual ao volume total do aparelho de TV c) o módulo do seu peso é igual ao módulo do empuxo exercido pela lama. d) a densidade do aparelho de TV é maior que a densidade da lama. e) o módulo do empuxo exercido pela lama é maior que o módulo do seu peso 34. (Acafe 2018) Os exercícios feitos nas aulas de hidroginástica podem ajudar as pessoas com problemas como artrite, pois favorecem a melhor utilização das articulações afetadas, sem oferecer risco de agravamento dos sintomas. Pesquisas identificaram melhora nos casos de pessoas com artrite reumatoide, além de reduzir dores de osteoartrite. Fonte: http://www.mundoboaforma.com.br/13- beneficios-da-hidroginastica-para-boa- forma-esaude/ Acesso em: 13 de set. 2017. Assim, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras e com F as falsas e assinale a alternativa com a sequência correta. ( ) Na piscina da hidroginástica aparece Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 11 de 32 uma força de empuxo da água sobre a pessoa para cima diminuindo o efeito do peso. ( ) O valor da força peso será igual ao empuxo quando a pessoa estiver boiando em equilíbrio na piscina de hidroginástica. ( ) O empuxo recebido pela pessoa tem o mesmo valor do peso da massa de água da piscina que a pessoa desloca. ( ) O valor da força peso só será igual ao empuxo quando a pessoa estiver totalmente submersa na piscina de hidroginástica. a) V - F - V - F b) V - V - V - F c) F - V - F - F d) V - F - F - V 35. (Fgv 2018) Uma pessoa mergulhou na água do mar gelado de uma praia argentina e desceu até determinada profundidade. Algum tempo depois, ela teve a oportunidade de mergulhar à mesma profundidade na tépida água de uma praia caribenha. Lembrando que a densidade da água varia com a temperatura, é correto afirmar que o empuxo sofrido pela pessoa a) e a pressćo exercida pela įgua sobre ela foram os mesmos tanto na praia argentina como na caribenha. b) foi de menor intensidade na praia caribenha, mas a pressão exercida pela água foi a mesma em ambas as praias. c) foi de maior intensidade na praia caribenha, mas a pressão exercida pela água nessa praia foi menor. d) foi de menor intensidade na praia caribenha, e a pressão exercida pela água nessa praia foi menor também. e) foi de mesma intensidade em ambas as praias, mas a pressão exercida pela água na praia caribenha foi maior. 36. (Unesp 2017) Considere as seguintes características da moeda de massa diâmetro espessura Admitindo como desprezível o efeito das variações de relevo sobre o volume total da moeda e sabendo que o volume de um cilindro circular reto é igual ao produto da área da base pela altura e que a área de um círculo é calculada pela fórmula a densidade do material com que é confeccionada a moeda de é de aproximadamente a) b) c) d) e) 37. (Uece 2017) Considere três peças metálicas de mesmo material, de mesmo volume e de formas diferentes, sendo uma esférica, a outra cúbica e a última um poliedro regular de faces, o icosaedro. Os três objetos repousam, em equilíbrio estável, sobre uma mesa plana horizontal próxima ao solo. A pressão exercida sobre a mesa pelos sólidos é tal que a) b) c) d) 38. (Famerp 2017) O profundímetro é um instrumento utilizado por mergulhadores para indicar a que profundidade estão em relação à superfície da água. A imagem mostra dois mergulhadores utilizando um profundímetro rudimentar constituído de um tubo de vidro com a extremidade inferior aberta e a superior fechada, aprisionando determinada quantidade de ar. Quando o tubo se desloca verticalmente dentro da água, o volume ocupado pelo ar varia, indicando uma variação da pressão exercida pela água. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 12 de 32 Considere um mergulhador inicialmente sob pressão absoluta de Nessa situação, a altura da coluna de ar dentro do tubo de vidro é de Após afundar um pouco, o mergulhador para em uma posição em que a altura da coluna de ar é igual a conforme a figura. Considerando que uma coluna de água, em equilíbrio, com de altura exerce uma pressão de que o ar é um gás ideal e que a temperatura é constante durante o mergulho, é correto afirmar que a variação de profundidade sofrida por esse mergulhador foi de a) b) c) d) e) 39. (Acafe 2017) Um homem de entrou em um tanque com água utilizando pernas de alumínio fundido. As pernas de alumínio são cilíndricas, de comprimento e massa de cada uma e estão totalmente submersas, conforme a figura. Considere a densidade do alumínio de a densidade da água de e a gravidade de A pressão, em que uma das pernas de alumínio aplica na base do tanque é: a) b) c) d) 40. (Mackenzie 2017) Uma força de intensidade é aplicada sobre um êmbolo de área de uma prensa hidráulica produzindo um deslocamento de abaixo de sua posição inicial. O deslocamento no êmbolo de área para cima e a intensidade Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 13 de 32 da força são, respectivamente, a) e b) e c) e d) e e) e 41. (Unesp 2017) No sistema auditivo humano, as ondas sonoras são captadas pela membrana timpânica, que as transmite para um sistema de alavancas formado por três ossos (martelo, bigorna e estribo). Esse sistema transporta as ondas até a membrana da janela oval, de onde são transferidas para o interior da cóclea. Para melhorar a eficiência desse processo, o sistema de alavancas aumenta a intensidade da força aplicada, o que, somado à diferença entre as áreas das janelas timpânica e oval, resulta em elevação do valor da pressão. Considere que a força aplicada pelo estribo sobre a janela oval seja vezes maior do que a aplicada pela membrana timpânica sobre o martelo e que as áreas da membrana timpânica e da janela oval sejam e respectivamente. Quando uma onda sonora exerce sobre a membrana timpânica uma pressão de valor a correspondente pressão exercida sobre a janela oval vale a) b) c) d) e) 42. (Mackenzie 2017) A pressão exercida por uma coluna de água de de altura é igual a Um mergulhador encontra- se a uma profundidade da superfície livre da água, onde a pressão atmosférica é A pressão absoluta sobre o mergulhador é de A profundidade que o mergulhador se encontra é a) b) c) d) e) 43. (Acafe 2017) Algumas cafeteiras comerciais possuem um tubo de vidro transparente interligadas para a verificação da quantidade de café no reservatório (ambos abertos na parte de cima), como mostra a figura. Admita que a área da seção reta horizontal do reservatório seja vezes maior do que a do tubo de vidro. Quando a altura alcançada pelo café no tubo é a alternativa correta que indica a altura do café no interior do reservatório corresponde a: a) b) c) d) 44. (Mackenzie 2017) Um navio flutua porque a) seu peso é pequeno quando comparado com seu volume. b) seu volume é igual ao volume do líquido deslocado. c) o peso do volume do líquido deslocado é igual ao peso do navio. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 14 de 32 d) o peso do navio é menor que o pesodo líquido deslocado. e) o peso do navio é maior que o peso do líquido deslocado. 45. (Unicamp 2017) No conto “O mistério de Maria Rogêt”, de Edgar Allan Poe, ao procurar esclarecer a verdadeira identidade de um cadáver jogado na água, o detetive Dupin, mediante a análise dos fatos e das informações da imprensa, faz uso do seguinte raciocínio científico: “(...) a gravidade específica do corpo humano, em sua condição natural, é quase igual à massa de água doce que ele desloca. (...) É evidente, contudo, que as gravidades do corpo e da massa de água deslocada são muito delicadamente equilibradas, e que uma ninharia pode fazer com que uma delas predomine. Um braço, por exemplo, erguido fora d'água e assim privado de seu equivalente é um peso adicional suficiente para imergir toda a cabeça, ao passo que a ajuda casual do menor pedaço de madeira habilitar-nos-á a elevar a cabeça, para olhar em derredor”. (Edgar Alan Poe, apud João Zanetic, Física e Literatura: construindo uma ponte entre as duas culturas. 2006, p. 61. Disponível em http://www.scielo.br/pdf/hcsm/v13s0/03.pdf. Acessado em 05/07/2016.) A partir do raciocínio científico presente no excerto acima, é correto afirmar que: a) A densidade de massa de um corpo humano é aproximadamente igual à da água, e retirar o braço para fora da água reduziria a força de empuxo, contrária ao peso do corpo, contribuindo para seu afundamento. b) O corpo humano está submetido a uma aceleração gravitacional aproximadamente igual à que atua na porção de água de mesma massa que o corpo, e retirar o braço para fora da água reduziria a força de empuxo, contrária ao peso do corpo, contribuindo para seu afundamento. c) A densidade de massa de um corpo humano é aproximadamente igual ą da įgua, e retirar o braēo para fora da įgua aumentaria a forēa de empuxo, contrįria ao peso do corpo, contribuindo para seu afundamento. d) O corpo humano está submetido a uma aceleração gravitacional aproximadamente igual à que atua na porção de água de mesma massa que o corpo, e retirar o braço para fora da água aumentaria a força de empuxo, contrária ao peso do corpo, contribuindo para seu afundamento. 46. (Ufpr 2017) Um objeto sólido com massa e volume litro está parcialmente imerso em um líquido, de maneira que do seu volume estão submersos. Considerando a aceleração da gravidade igual a assinale a alternativa que apresenta a massa específica do líquido. a) b) c) d) e) 47. (Fgv 2017) A figura a seguir ilustra três cilindros sólidos maciços e homogêneos, de mesma área da base e altura (volumes iguais), em equilíbrio em um líquido. O cilindro está completamente submerso, sem tocar no fundo do recipiente, o cilindro está com metade de seu volume emerso, enquanto o cilindro apresenta de seu volume abaixo da superfície livre do líquido. Sobre essa situação, é correto afirmar que a) a densidade do cilindro é maior do que a do líquido, pois ele está completamente submerso. b) a densidade do cilindro é igual ao dobro da do líquido, pois ele desloca metade do seu volume no líquido. c) a densidade do cilindro é maior do que a do cilindro que é maior do que a do cilindro em razão dos volumes deslocados no líquido. d) pelo fato de estar completamente submerso, o peso do cilindro é maior Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 15 de 32 do que o empuxo sobre ele e maior que os pesos de e de e) o peso do cilindro é menor do que o empuxo sobre ele porque apenas de seu volume está submerso. 48. (Ufpr 2017) Uma minúscula bolha de ar sobe até a superfície de um lago. O volume dessa bolha, ao atingir a superfície do lago, corresponde a uma variação de do seu volume em relação ao volume que tinha quando do início do movimento de subida. Considerando a pressão atmosférica como sendo de a aceleração gravitacional de e a densidade da água de assinale a alternativa que apresenta a distância percorrida pela bolha durante esse movimento se não houve variação de temperatura significativa durante a subida da bolha. a) b) c) d) e) TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Um peixe ósseo com bexiga natatória, órgão responsável por seu deslocamento vertical, encontra-se a de profundidade no tanque de um oceanário. Para buscar alimento, esse peixe se desloca em direção à superfície; ao atingi-la, sua bexiga natatória encontra-se preenchida por de oxigênio molecular. 49. (Uerj 2017) A variação de pressão sobre o peixe, durante seu deslocamento até a superfície, corresponde, em atmosferas, a: Dados: - - - a) b) c) d) 50. (Mackenzie 2016) No laboratório de uma fábrica de perfumes, as essências são armazenadas em frascos que possuem o mesmo volume. Em um recipiente, são misturados três frascos com essência de densidade e três frascos com essência de densidade A densidade da mistura homogênea, em é igual a a) b) c) d) e) 51. (Ita 2016) Balão com gás Hélio inicialmente a de temperatura e pressão de as mesmas do ar externo, sobe até o topo de uma montanha, quando o gás se resfria a e sua pressão reduz-se a também as mesmas do ar externo. Considerando invariável a aceleração da gravidade na subida, a razão entre as forças de empuxo que atuam no balão nestas duas posições é a) b) c) d) e) 52. (Acafe 2016) O empuxo é a força resultante que um fluido exerce sobre um corpo que nele está submerso total ou parcialmente. Possui direção vertical, sentido para cima, e está relacionado à diferença de pressão entre a região mais submersa (base) e a menos submersa (topo) do corpo. Para demonstrar que o empuxo depende das dimensões do corpo, um estudante fez a seguinte experiência: colocou no interior de um balão de festa de areia, amarrou um tubo na boca do balão e o jogou num aquário cheio de água, como mostra a figura. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 16 de 32 Com o auxílio de uma bomba de ar começou a encher o balão. Considerando a massa do balão de a densidade da água e desconsiderando a massa do ar e da mangueira que liga o balão a bomba, julgue os itens a seguir. I. Para que o balão possa subir até a superfície da água deve ser cheio com mais de litros de ar. II. No início da experiência (balão no fundo do aquário) temos atuando sobre o conjunto (balão+areia) apenas as forças peso e empuxo. III. No início da experiência (balão no fundo do aquário) a densidade do conjunto (balão+areia) é maior que a densidade da água. IV. Se a água fosse trocada por glicerina (densidade o balão poderia subir até a superfície com litros de ar. V. Se a água fosse trocada por óleo (densidade o balão poderia subir até a superfície com litros de ar. Todas as afirmações corretas estão em: a) I - III – IV b) II - III – V c) III - IV d) IV - V 53. (Ita 2016) Um corpo flutua estavelmente em um tanque contendo dois líquidos imiscíveis, um com o dobro da densidade do outro, de tal forma que as interfaces líquido/líquido e líquido/ar dividem o volume do corpo exatamente em três partes iguais. Sendo completamente removido o líquido mais leve, qual proporção do volume do corpo permanece imerso no líquido restante? a) b) c) d) e) 54. (Uece 2016) O combustível acondicionado no interior de um botijão de GLP – gás liquefeito de petróleo – de ocupa aproximadamente do espaço no estado gasoso, o restante encontra-se no estado líquido. Estando a fase gasosa e a fase líquida em equilíbrio térmico, é correto afirmar que a) a fase vapor está a uma pressão igual à fase líquida se desprezarmos as variaçõesde pressão devidas à presença da gravidade. b) a fase vapor está a uma pressão inferior à fase líquida se desprezarmos as variações de pressão devidas à presença da gravidade. c) caso haja um vazamento no botijão, o GLP não troca calor com o ambiente. d) caso haja um vazamento no botijão, o GLP cede calor ao ambiente. 55. (Acafe 2016) O altímetro é o instrumento usado para medir alturas ou altitudes, geralmente em forma de um barômetro aneroide destinado a registrar alterações da pressão atmosférica que acompanham as variações de altitude. Assinale a alternativa correta que indica o comportamento do altímetro quando um avião passa de uma região de alta pressão para outra de baixa pressão. a) Perda de altitude. b) Ganho de altitude. c) Altitude em relação ao nível do solo. d) Não é afetado. 56. (Acafe 2016) Em Criciúma (SC), uma mina de carvão tem de profundidade. Coloca-se no fundo da mina um recipiente aberto com água a ferver. O que acontece com a água nessa situação? a) Entra em ebulição a uma temperatura superior a b) Entra em ebulição a uma temperatura inferior a c) Entra em ebulição a d) Não consegue entrar em ebulição. 57. (Uece 2016) A pressão atmosférica ao nível do mar em um dado local da superfície Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 17 de 32 da Terra é função do peso da coluna de ar vertical sobre o local. Em um modelo simplificado, suponha que a aceleração da gravidade é constante e que uma coluna de ar exerça uma força sobre a área da base da coluna. Considerando-se esses dados, pode-se estimar corretamente que a pressão atmosférica é a) b) c) d) 58. (Fgv 2016) Para determinados tipos de pesquisa ou traballho, cápsulas tripuladas são enviadas para as profundezas dos oceanos, mares ou lagos. Considere uma dessas cápsulas de forma cilíndrica, de de altura por de diâmetro, com sua base superior a de profundidade em água de densidade em equilíbrio como ilustra a figura. Dados: A pressão atmosférica no local é de e a aceleração da gravidade é de Adote O peso dessa cápsula fora d’água em e a pressão total sobre sua base inferior, em Pa, valem, respectivamente, a) b) c) d) e) 59. (Ufpr 2016) Uma esfera homogênea e de material pouco denso, com volume de está em repouso, completamente imersa em água. Uma mola, disposta verticalmente, tem uma de suas extremidades presa ao fundo do recipiente e a outra à parte inferior da esfera, conforme figura abaixo. Por ação da esfera, a mola foi deformada em em relação ao seu comprimento quando não submetida a nenhuma força deformadora. Considere a densidade da água como a aceleração gravitacional como e a densidade do material do qual a esfera é constituída como Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta a constante elástica dessa mola. a) b) c) d) e) 60. (Unesp 2016) Um filhote de cachorro cochila dentro de uma semiesfera de plástico de raio a qual flutua em uma piscina de águas paradas, totalmente submersa e em equilíbrio, sem que a água entre nela. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 18 de 32 Desprezando a massa da semiesfera, considerando a densidade da água da piscina igual a e sabendo que o volume de uma esfera de raio R é dado pela expressão é correto afirmar que a massa do cachorro, em kg, é igual a a) b) c) d) e) 61. (Mackenzie 2016) Devido à crise hídrica que se instalou na cidade de São Paulo, um estudante, após a aula de hidrostática, resolveu colocar uma garrafa de litro, cheia de água, no interior da caixa acoplada de descarga. Essa medida gerou uma economia de água no final de um período. Essa ideia colocada em prática foi baseada no a) Princípio de Stevin. b) Princípio de Arquimedes. c) Princípio de Pascal. d) Princípio dos vasos comunicantes. e) Teorema de Bernoulli. 62. (Ita 2016) Um cubo de peso construído com um material cuja densidade é dispõe de uma região vazia em seu interior e, quando inteiramente imerso em um líquido de densidade seu peso reduz-se a Assinale a expressão com o volume da região vazia deste cubo. a) b) c) d) e) 63. (Uerj 2016) Uma barca para transportar automóveis entre as margens de um rio, quando vazia, tem volume igual a e massa igual a Considere que todos os automóveis transportados tenham a mesma massa de e que a densidade da água seja de O número máximo de automóveis que podem ser simultaneamente transportados pela barca corresponde a: a) b) c) d) 64. (Ufrgs 2016) Um objeto sólido é colocado em um recipiente que contém um líquido. O objeto fica parcialmente submerso, em repouso. A seguir, são feitas três afirmações sobre o módulo da força de empuxo sobre o objeto. I. É proporcional à densidade do líquido. II. É proporcional ao volume total do objeto. III. É proporcional à densidade do objeto. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III. 65. (Uece 2015) Considere um tanque cilíndrico vertical. A tampa plana inferior desse recipiente é substituída por uma calota esférica de mesmo raio interno que o cilindro. Suponha que o tanque esteja completamente cheio de água. Nessas circunstâncias, é correto afirmar que a pressão hidrostática produz forças na superfície interna da calota sempre a) radiais e para dentro. b) verticais e para baixo. c) radiais e para fora. d) verticais e para cima. 66. (Uel 2015) Considere que uma prensa aplica sobre uma chapa metálica uma força de com o intuito de gravar e cortar moedas. Supondo que cada moeda possui raio igual a assinale a alternativa que apresenta, corretamente, a pressão total da prensa sobre a área de aplicação na chapa. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 19 de 32 a) b) c) d) e) 67. (Unesp 2015) A figura representa uma cisterna com a forma de um cilindro circular reto de de altura instalada sob uma laje de concreto. Considere que apenas do volume dessa cisterna esteja ocupado por água. Sabendo que a densidade da água é igual a adotando e supondo o sistema em equilíbrio, é correto afirmar que, nessa situação, a pressão exercida apenas pela água no fundo horizontal da cisterna, em é igual a a) b) c) d) e) 68. (Uerj 2015) Considere um corpo sólido de volume Ao flutuar em água, o volume de sua parte submersa é igual a quando colocado em óleo, esse volume passa a valer Com base nessas informações, conclui-se que a razão entre a densidade do óleo e a da água corresponde a: a) 0,15 b) 0,35 c) 0,55 d) 0,75 69. (Fgv 2015) A indústria de produção de bens materiais vive em permanentes pesquisas no intuito de usar materiais cada vez mais leves e duráveis e menos agressivos ao meio ambiente. Com esse objetivo, é realizada a experiência descrita a seguir. Trata-se da determinação experimental da massa específica de um sólido e da densidade absoluta de um líquido. Um bloco em forma de paralelepípedo, graduado em suas paredes externas, feito do material cuja massa específica se deseja obter, é imerso, inicialmente em água, de densidade absoluta em que consegue se manter flutuando em equilíbrio, com metade de seu volume imerso (figura 1). A seguir, esse mesmo bloco é imerso em outro líquido, cuja densidade se deseja medir, passando a nele flutuar com de seu volume imerso (figura 2). O experimento conduz aos resultados da massa específica do material do bloco e da densidadeabsoluta do líquido, em respectivamente: a) e b) e c) e d) e e) e 70. (Unesp 2015) As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de e densidade ambas em repouso em relação à água de Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 20 de 32 um lago calmo, em duas situações diferentes. Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2, apenas um quarto dela está imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a pessoa exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo Para mantê-la em repouso na situação da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo Considerando a densidade da água igual a e é correto afirmar que a diferença em newtons, é igual a a) b) c) d) e) 71. (Ufrgs 2015) Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Dois objetos, e cujos volumes são iguais, são feitos do mesmo material. tem a forma cúbica e a forma esférica. Se é maciço e é oco, seus respectivos pesos e são tais que ________. Quando mantidos totalmente submersos em água, a força de empuxo exercida sobre é ________ força de empuxo exercida sobre a) - maior do que a b) - igual à c) - menor do que a d) - maior do que a e) - igual à TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: 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. 72. (Unicamp 2015) Considerando o diâmetro do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro 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) b) c) d) Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 21 de 32 Gabarito: Resposta da questão 1: [A] O peixe ósseo consegue sofrer o deslocamento vertical na coluna d’água quando aumenta o volume do gás oxigênio no interior de sua bexiga natatória e, consequentemente, diminui a sua densidade em relação à água que o envolve enquanto sobe. Quando estaciona em determinada profundidade a sua densidade é equivalente à quantidade de água que desloca. Resposta da questão 2: [D] Dados: Da definição de pressão: Resposta da questão 3: [B] Pelo teorema de Stevin: Resposta da questão 4: [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. Resposta da questão 5: [A] A densidade do conjunto prancha e surfista é dada por: A densidade relativa do conjunto em relação ao líquido (água) é igual à porcentagem submersa. O volume das garrafas será: Assim, substituindo na primeira equação o volume de todas as garrafas PET, considerando a massa das garrafas desprezível e sabendo que A massa da surfista será: Resposta da questão 6: [A] Como a fumaça é um fluido de menor densidade que o ar, ela tende a subir. Resposta da questão 7: [E] Resposta da questão 8: [E] O tubo de Pitot funciona de acordo com o Princípio de Pascal, na qual a variação de Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 22 de 32 pressão em qualquer ponto de um fluido em equilíbrio deve ser transmitida igualmente para todos os pontos do fluido, possibilitando entre outras coisas. Obtermos máquinas hidráulicas capazes de multiplicar a força aplicada como em prensas ou macacos hidráulicos, por exemplo. Resposta da questão 9: [E] Antes da bolinha ser retirada: Após a retirada da bolinha: Substituindo (II) em (I), obtemos: Resposta da questão 10: [E] A razão fornecida entre as gravidades da Terra e Lua é a mesma entre o peso. O peso aparente de um corpo imerso em um fluido é dado pela diferença entre seu peso e o empuxo. Para o peso aparente ser igual ao peso na Lua, podemos determinar o valor do empuxo em relação ao peso na Terra. Resposta da questão 11: [B] Volume da chuva: Portanto, a massa de chuva será de: Resposta da questão 12: [D] O volume presente em será de: Resposta da questão 13: [D] Para os pontos e indicados no desenho abaixo, as pressões hidrostáticas são iguais. Usando a pressão das colunas de líquido e Resposta da questão 14: [A] Pressões hidrostáticas: e Como Pressões exercidas pelo recipiente sobre a mesa: e Como Resposta da questão 15: [E] Análise das afirmativas: Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 23 de 32 [1] (Verdadeira). A definição de pressão está vinculada à temperatura de acordo com as CNTP (condições normais de temperatura e pressão) que define a pressão atmosférica ao nível do mar em para a temperatura de [2] (Verdadeira). A expressão isobárico deriva de iso (do grego, mesmo, igual) e bar (referente à pressão), constituindo, assim, processos que se realizam sem a mudança da pressão, isto é, com a pressão constante durante todo o processo. [3] (Verdadeira). A pressão exercida por líquidos aumenta à medida que aumenta a profundidade dentro do líquido, pois quanto mais coluna de líquido existir acima do ponto considerado, maior será força que esse líquido exerce em cada unidade de área, assim, a pressão neste ponto. [4] (Verdadeira). A unidade para a pressão no SI é o Pascal, apesar de existir várias outras unidades mais utilizadas comumente. Resposta da questão 16: [C] Da relação podemos concluir que a pressão exercida é maior na superfície de menor área. Logo, o indicador sofrerá uma pressão menor do que o polegar. Resposta da questão 17: [B] A força será dada por: Resposta da questão 18: [D] Utilizando a expressão que dá a pressão de uma coluna líquida: Resposta da questão 19: [B] Forças atuantes das situações 1 e 2, respectivamente: Onde e são os empuxos, o peso da boia e a tensão da linha que une a boia ao anzol. Sendo a densidade do líquido, obtemos: Resposta da questão 20: [D] De acordo com o gráfico: Portanto, pela lei de Stevin, vem: Resposta da questão 21: [B] Na condição de equilíbrio, o empuxo e o peso equilibram-se: Resposta da questão 22: [D] [F] O espaço percorrido pelo peixe é sinuoso enquanto o módulo de seu deslocamento é em linha reta, portanto são diferentes. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 24 de 32 [V] O deslocamento do peixe é dado por: [F] Para calcular a velocidade escalar média é necessário o espaço percorrido pelo peixe na trajetória sinuosa demonstrada na ilustração. O resultado apresentadorefere-se à velocidade média que é vetorial e não escalar. [V] O peixe não realizou um MRU, pois sua trajetória envolveu trechos curvilíneos e, portanto, com aceleração. Para MRU seria necessária uma trajetória retilínea com velocidade constante. [V] A pressão hidrostática sobre o peixe, no início do seu movimento, é maior do que a pressão hidrostática sobre a ração, devido a maior profundidade do peixe em relação à ração de acordo com Stevin: “A diferença de pressão dentro de um líquido depende do produto da densidade, aceleração da gravidade e da profundidade no mesmo”. Resposta da questão 23: [A] Densidade da esfera: Como as partículas têm a mesma densidade, temos: Área total da esfera: Como ambas as amostras devem ter a mesma massa total, segue que a amostra B deve ter o dobro de partículas (pois possui metade da massa de A). Logo: e Resposta da questão 24: [A] [1] Verdadeiro. A os materiais (de mesma massa) possuem o mesmo volume, possuindo assim a mesma densidade. [2] Falso. De a o material sofre dilatação. [3] Verdadeiro. Em o material possui menor volume, possuindo maior densidade que o material afundando quando colocado no recipiente. Resposta da questão 25: ANULADA Questão anulada pelo gabarito oficial. A densidade é dada por: Como não há alternativa correta, a questão foi anulada. Resposta da questão 26: [B] Como o avião voa horizontalmente, a resultante das forças verticais sobre ele deve ser nula. Então a diferença entre as intensidades das forças de pressão vertical, para cima e para baixo, é igual à intensidade do peso do avião. Resposta da questão 27: [B] Se ambas torneiras estão à mesma altura em relação à caixa d’água, elas têm a mesma coluna de água e, portanto, a mesma pressão positiva quando fechadas. Quando as torneiras forem abertas, a torneira 1 terá maior velocidade de saída Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 25 de 32 que a torneira 2, mas ambas terão a mesma vazão. Resposta da questão 28: [D] Resposta da questão 29: [B] Pela Lei de Stevin, temos: Resposta da questão 30: [D] Pelo Teorema de Stevin, desprezando a pressão atmosférica, obtemos: Resposta da questão 31: [B] A diferença entre os valores registrados no dinamômetro representa o Empuxo. Pelo Princípio de Arquimedes podemos determinar o volume do corpo, que neste caso também representa o volume de líquido deslocado, pois o corpo está totalmente imerso no líquido. A densidade do corpo é dada pela razão entre sua massa e seu volume: E sua massa é determinada pelo seu peso mostrado na figura I. Assim, sua densidade será: Resposta da questão 32: [D] [I] Verdadeira. O lastro deve fazer uma barreira abaixo dos flutuadores, portanto sua densidade deve ser maior que a da água, para impedir que correntes marinhas empurrem o vazamento de petróleo para fora dos limites da barreira flutuante. O lastro funciona como um muro invertido dentro da água. [II] Falsa. O empuxo possui o mesmo módulo do peso de água deslocada pelo conjunto das barreiras de contenção. [III] Verdadeira. Para o flutuador ficar sobre a superfície da água, sua densidade deve ser menor que a densidade da água. [IV] Falsa. O empuxo depende da densidade do fluido, da aceleração da gravidade e do volume de líquido deslocado. Água do mar tem densidade maior que água do rio, mas essa diferença é compensada pelo volume deslocado de líquido que é menor na água salgada em relação à água doce. Assim, esses efeitos se compensam e os empuxos seriam idênticos. [V] Falsa. Como a barreira de contenção deve flutuar na água, ela deve ter menor densidade que a água. Resposta da questão 33: [C] A TV flutua na lama porque sua densidade é menor que a da lama. O termo massa específica não está corretamente colocado na questão porque a TV é composta de várias substâncias diferentes, portanto, tanto a alternativa [A] como a [D] estão incorretas. De acordo com o Princípio de Arquimedes, o volume de lama deslocado deve ser igual ao volume imerso pelo aparelho de TV, isto é, o peso de lama deslocada é igual ao Empuxo que se equivale ao peso do corpo em equilíbrio no fluido. Logo, as alternativas [B] e [E] estão incorretas e a resposta é [C]. Resposta da questão 34: [B] Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 26 de 32 [V] O empuxo, sendo uma força vertical, de baixo para cima diminui o efeito do peso dos hidroginastas imersos na piscina. [V] O equilíbrio dinâmico representa que a força resultante sobre o corpo é nula, então para a pessoa boiando temos a igualdade entre seu peso e empuxo. [V] O empuxo é igual ao peso de líquido deslocado pela pessoa. [F] O peso é igual ao empuxo quando o corpo estiver em equilíbrio na água, boiando ou totalmente submerso desde que não esteja em contato com o fundo da piscina. Resposta da questão 35: [D] O empuxo e a pressão sofridos pela pessoa a uma profundidade são dados por: e Sendo assim, percebe-se que e são proporcionais a que por sua vez é inversamente proporcional à temperatura. Portanto, podemos concluir que na praia caribenha (de maior temperatura), e devem ser menores. Resposta da questão 36: [D] Volume da moeda: Densidade do material: Admitindo chegamos a: Resposta da questão 37: [D] Considerando que as três peças sejam maciças, os três objetos têm o mesmo peso A expressão da pressão é: Então a pressão depende da área de apoio. A ordem decrescente das áreas é: Sendo a pressão inversamente proporcional à área, vem: Resposta da questão 38: [D] Pressão para a coluna de ar igual a Profundidade final do mergulhador: Portanto, a variação de profundidade foi de Resposta da questão 39: [B] Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro®: [B] - Volume de cada barra. Dados: - Área de apoio na base de cada barra. - Intensidade da força normal de contato entre a base da barra e o fundo do tanque. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 27 de 32 Sendo a intensidade do empuxo sobre a barra, da figura: - Pressão. A pressão exercida por cada barra no fundo do tanque é: Resposta da questão 40: ANULADA Gabarito Oficial: [C] Gabarito SuperPro®: Anulada. Observe que nesse exercício em específico não é necessário passar a área para metro ao quadrado, pois as unidades se cancelam no final. A vantagem do elevador hidráulico é justamente você “trocar” altura por força, ou seja, você faz uma força menor por uma distancia maior para ter em troca uma força maior em uma distância menor. Resposta da questão 41: [D] Do enunciado: Como vem: Resposta da questão 42: [B] A pressão sobre o mergulhador é dada a partir do teorema de Stevin onde do enunciado foi dado que a pressão atmosférica é de se a pressão sobre o mergulhador é de logo Se em um é equivalente a de profundidade, logo será metros de profundidade. Resposta da questão 43: [A] Pela Lei de Stevin, pontos de mesma altura possuem a mesma pressão independente do formato ou capacidade do recipiente. Portanto, o café alcançará a mesa altura em ambos os reservatórios. Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 28 de 32 Resposta da questão 44: [C] Um navio flutua porque o peso do volume do líquido deslocado é igual ao peso do navio. Esse exemplo é uma aplicação do conceito de empuxo. Resposta da questão 45: [A] Lembrando que a intensidade do empuxo é igual à do peso de líquido deslocado, ao retirar o braço para fora da água, o volume de líquido deslocado diminui, diminuindo a intensidadedo empuxo. Como o peso não se altera, a tendência do corpo é afundar. Resposta da questão 46: [B] Neste caso, peso do corpo e empuxo estão em equilíbrio: Substituindo os valores e sabendo que Resposta da questão 47: [C] A razão entre as densidades nos informa a porcentagem submersa do corpo no líquido: Logo, Resposta da questão 48: [C] Considerando o gás da bolha como gás ideal e sendo o processo isotérmico, pela equação geral dos gases: Achamos a pressão do ponto onde a bolha se formou. Usando A Lei de Stevin, que relaciona a pressão à profundidade, tem-se: Resposta da questão 49: [B] Resposta da questão 50: [B] A densidade é dada pela razão entre a massa e o volume ocupado por essa massa, portanto: Das essências 1 e 2, foram informados apenas os volumes e as densidades. Assim, podemos ter a massa de cada essência, explicitando-a a partir da equação anterior. Logo, a densidade da mistura, será: Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 29 de 32 Resposta da questão 51: [C] Resposta da questão 52: [A] [II] Falsa. Como o balão está em contato com o fundo temos a força normal também. [V] Falsa. Tendo o balão ele fica com uma densidade maior que o óleo e, portanto, permanece no fundo do recipiente. Resposta da questão 53: [A] Situação1 : "[...]o volume do corpo exatamente em três partes iguais" Situação 2: "Sendo completamente removido o líquido mais leve [...]", qual o volume final? Resposta da questão 54: [A] Desprezando as variações de pressões devidas as presenças da gravidade, fica claro que tanto a fase líquida quanto a fase gasosa estarão submetidas a mesma pressão, que é a pressão interna do botijão. Caso fossem levadas em consideração as variações de pressão mencionadas acima, existiria uma diferença de pressão devidas as colunas de gás e líquido. Desta forma, alternativa correta é a [A]. Resposta da questão 55: [B] A pressão atmosférica diminui com a altitude, portanto ao passar de uma região de alta pressão para uma de baixa pressão, o avião está subindo, logo, ganhando altitude. Resposta da questão 56: [A] A pressão atmosférica na mina será maior que a pressão atmosférica ao nível do mar, portanto para a água ferver em um recipiente aberto dentro da mina, a água terá que vencer uma pressão maior e, obviamente, a temperatura de ebulição será maior que a temperatura normal que a água ferveria se estivesse ao nível do mar. Um fenômeno parecido ocorre quando colocamos a água para ferver em uma panela de pressão, pois à medida que a água vai vaporizando, vai aumentando a pressão do gás dentro da panela, dificultando ainda que mais moléculas da fase líquida passem para a fase gasosa ocasionando a fervura em temperaturas mais altas. Resposta da questão 57: [A] Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 30 de 32 Resposta da questão 58: [E] Para a cápsula submersa e em equilíbrio, sabemos que os módulos do peso e do empuxo são iguais entre si. A pressão total sobre a cápsula é dada pela lei de Stevin, considerando a base da cápsula que está à de profundidade: Resposta da questão 59: [A] Dados: A figura mostra as forças agindo na esfera: peso empuxo e força elástica Como a esfera é homogênea, sua densidade é igual à do material que a constitui. Assim, ela é menos densa que a água, portanto sua tendência é flutuar, provocando na mola uma distensão. Por isso a força elástica na esfera é para baixo. Do equilíbrio de forças: Resposta da questão 60: [B] Dados: O sistema está em equilíbrio. Então o empuxo sobre a semiesfera e o peso do cachorro têm a mesma intensidade. Resposta da questão 61: [B] A imersão total do litro na caixa acoplada da descarga diminui o volume de água gasta para cada acionamento equivalente ao volume imerso. Estes conceitos estão envolvidos no Princípio de Arquimedes. Resposta da questão 62: [A] é o volume preenchido de lķquido do meio 1. é o volume total O peso de um objeto dentro de um fluido, nada mais é que o peso que ele possui menos a forēa de empuxo, logo: Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 31 de 32 A partir do volume total, se retirar o volume de lķquido do cubo 1, restarį o espaēo vazio, logo: Resposta da questão 63: [B] O empuxo máximo (barca na iminência de afundar) deve equilibrar o peso da barca mais o peso dos N automóveis. Resposta da questão 64: [A] A intensidade da força de empuxo é igual ao peso de líquido deslocado. Portanto, o empuxo é proporcional à densidade do líquido, ao volume de líquido deslocado e à aceleração gravitacional do local do experimento. Então apenas a afirmativa [I] está correta. Resposta da questão 65: [C] A pressão que um líquido exerce sobre a parede de um recipiente que o contém sempre será perpendicular à superfície (e em todos os pontos do recipiente) e sempre apontando para fora. Como o recipiente é cilíndrico, a pressão irá exercer forças radiais e com sentido para fora. Resposta da questão 66: [C] Resposta da questão 67: [E] Aplicando o Teorema de Stevin: Resposta da questão 68: [D] Se o corpo está parcialmente imerso, o empuxo e o peso estão equilibrados. Sendo m e V a massa e o volume do corpo, respectivamente, Vi o volume imerso, dC a densidade do corpo e dL a densidade do líquido, temos: Aplicando os dados da questão nessa expressão: Resposta da questão 69: [A] Analisando a primeira situação descrita pelo enunciado, temos que: Sabendo que a massa do sólido é dada por e que o volume submerso é metade do volume do sólido, fazendo a substituição em (1), temos que: Lista de Exercícios: Física | Hidrostática Página 32 de 32 Analisando agora a segunda situação, temos que: Nesta situação o volume submerso equivale a 80% do volume do bloco. Sabendo também os valores das densidades, e substituindo em (2), temos que: Resposta da questão 70: [C] As figuras mostram as forças agindo na pedra nas duas situações. Calculando os volumes imersos: Equacionando os dois equilíbrios: Resposta da questão 71: [B] Se têm o mesmo volume, o corpo oco possui menor quantidade de matéria, portanto, menor massa e, consequentemente, menor peso. Assim: O módulo do empuxo é: Como têm volumes iguais e ambos estão totalmente imersos em água, a força de empuxo exercida sobre é igual força de empuxo exercida sobre ⇒ Resposta da questão 72: [A] Pelo Teorema de Pascal: