Geekie One - 1 srie EM - Física - Cap 07_Hidrostática

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FÍSICAFÍSICA
CAP. 07
HIDROSTÁTICA
Exportado em: 03/02/2024
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Rotina de pensamento:
Ver-Pensar-Perguntar
 ROTINA DE PENSAMENTO
 
Água-viva no oceano.
Hung Tran / Pexels
Neste capítulo, estudaremos como os fluidos se comportam quando estão
parados – daí o nome desse estudo, hidrostática. Essa área da Física pode
parecer distante do nosso dia a dia, afinal, nós não vivemos embaixo d'água.
Porém, como veremos, os líquidos e também os gases são considerados fluidos.
Portanto o ar e até mesmo o nosso sangue são exemplos de fluidos. Assim,
compreender o comportamento dos fluidos nos auxilia nos estudos sobre a
atmosfera, permitindo o desenvolvimento das ciências atmosféricas, além de
aplicações em aviação e aeronáutica. Os conceitos desenvolvidos na hidrostática
também são base para a compreensão da pressão arterial humana, sendo de
Olhar de cientistaOlhar de cientista
1
fundamental importância para a prevenção e o tratamento de doenças como a
hipertensão. Inclusive, algumas modalidades esportivas são subaquáticas, como
é o caso do mergulho subaquático, uma prática que possui, além de finalidades
militares, objetivos esportivos e de recreação. Os mergulhos subaquáticos hoje
são populares e acessíveis, mas nem sempre foi assim. Observe o trecho abaixo:
Os primeiros mergulhos foram motivados pela pesca, mas, posteriormente,
também tiveram fins militares e econômicos. Esses mergulhos inicialmente
foram feitos prendendo-se a respiração ou usando "aparatos rudimentares" que
permitiram que o homem ficasse submerso e, mesmo assim, conseguisse
respirar embaixo d'água. Ao entrarmos no mundo subaquático, sentimos a
influência dos principais fatores que trazem risco à nossa saúde e que
dificultam o mergulho: a falta de ar para a respiração, a elevada pressão da
água e a baixa temperatura.
SANTOS, José Edinaldo Rodrigues dos. A física do mergulho. 2013. 20 f., il. Trabalho de
Conclusão de Curso (Licenciatura em Ciências Naturais) – Universidade de Brasília, Brasília,
2013.
Considerando essas ideias, observe o GIF abaixo e responda.
BESE / Giphy
1.
O que você observa no vídeo que chama a sua atenção?
2.
O que você pensa ser a causa do fenômeno que chamou a sua atenção?
3.
Quais perguntas você faria sobre o estudo da hidrostática e o fenômeno
observado?
 Dica para o(a) professor(a)
Professor(a), essa rotina de pensamento é uma sugestão para que os(as) estudantes se
aproximem dos conceitos de densidade, empuxo, flutuabilidade e do contexto geral que
envolve o estudo da hidrostática. Nosso objetivo é promover uma reflexão sobre o motivo
de as bolhas de ar expiradas pelos mergulhadores emergirem. A compreensão pode variar
entre os conceitos de densidade e empuxo, porém, o importante é que os(as) estudantes
tenham espaço para apresentar suas ideias de forma livre e aberta.
A intenção da primeira pergunta é que eles(as) possam identificar os elementos presentes
2
no vídeo. Não é necessário que as bolhas sejam abordadas como "resposta correta", porém,
seria interessante destacá-las se, em algum momento, aparecerem entre as falas.
A segunda pergunta é um desdobramento da primeira, no sentido de fazê-los(as) refletirem
sobre o comportamento das bolhas. Elas se movem, pois foram expelidas pelos
mergulhadores, mas, ao fim, todas adquirem uma mesma direção e um mesmo sentido de
movimento. Esse é um comportamento interessante que pode ser investigado pela ciência.
Sugerimos esse caminho para a discussão. Pode-se explorar também o tipo de gás expelido
pelos mergulhadores.
A última pergunta dessa rotina tem como objetivo que os(as) estudantes relacionem o
movimento das bolhas com alguma grandeza hidrostática pertinente. Pode ser recorrente a
sugestão de que as bolhas sobem porque são "menos pesadas" que a água, com o intuito de
exprimir que, na verdade, são menos densas. Essa pode ser uma boa oportunidade de
introduzir algumas ideias sobre os conceitos de massa, densidade e massa específica. 
Para mais informações sobre o funcionamento da rotina Ver-Pensar-Perguntar, você pode
acessar o nosso Manual de Rotinas de Pensamento.
A busca por desenvolvimento tecnológico não é um trabalho somente de cientistas e
engenheiros, mas também da própria natureza. Pensando nisso, há algum tempo algumas
tecnologias são construídas a partir de soluções que imitam as funções de organismos ou
sistemas biológicos. Isso é o que chamamos de biomimética, que significa "imitação da
vida" (do grego, bios, vida; mimésis, imitação). 
O bolso da sua mochila e plantas que enroscam
Arctium com seus filamentos em forma de gancho.
shutterstock.com
As aplicações da biomimética são diversas. Um dos exemplos mais antigos está relacionado
à criação do velcro, usados em roupas e mochilas, para colar bolsos e fechar
compartimentos. Ele foi desenvolvido pelo engenheiro Georges de Mestral (1907-1990), que
ficou interessado no modo como o Arctium, um tipo de carrapicho, ficava preso no pelo de
BiomiméticaBiomimética
3
https://drive.google.com/drive/folders/1ZHO_tfSMX6YyHl3h1ox4nx5Oy9xXdvtZ
seu cachorro e nas suas pernas. Após examinar a estrutura da planta em um microscópio,
viu que isso acontecia graças a uma característica ligada a diversas estruturas em formato
de "ganchos" presentes nos filamentos da planta, que permitiam sua grande aderência em
algumas superfícies.
Ar-condicionado e insetos construtores
Colônia de cupins, também conhecida como cupinzeiro.
shutterstock.com
Outro exemplo de biomimética é o sistema de refrigeração adotado em prédios e
construções que necessitam de alta ventilação. A inspiração criativa para otimizar o fluxo
de ar dentro dessas construções tem origem na arquitetura de cupinzeiros. Cupins são
grandes construtores e, dependendo da espécie, suas colônias podem chegar a até 8 metros
de altura! As câmaras internas das colônias de cupins se mantêm a uma temperatura
praticamente constante, isso graças ao processo de convecção – o ar aquecido faz um
movimento ascendente dentro dos túneis e câmaras do cupinzeiro, saindo pela parte
superior. Simultaneamente, uma coluna de ar entra por uma abertura na parte inferior da
colônia, criando um fluxo de ar que mantém o ninho refrigerado, mesmo que a
4
temperatura externa sofra variações. Pensando nisso é que são construídos e instalados os
sistemas de ventilação e refrigeração prediais modernos.
Peixes e submarinos
Submarino submergindo do oceano.
shutterstock.com
Um exemplo importante de biomimética está relacionado à construção de veículos
submersíveis, como os submarinos. Esse tipo de embarcação é frequentemente utilizado
pela marinha de diversos países, para fins de exploração e controle de regiões profundas.
Seu uso pode estar relacionado também a atividades industriais, como reparos em
plataformas de petróleo ou resgate de embarcações naufragadas.
Seu método de submersão e emersão está relacionado à existência de um reservatório na
parte inferior do casco, chamado de lastro. Esse reservatório pode ser preenchido com água,
ou com gás, aumentando a densidade do submarino, e, consequentemente, fazendo-o
submergir; ou pode ser preenchido com ar comprimido, diminuindo sua densidade, e,
consequentemente, fazendo-o emergir. 
(Cores-fantasia; imagem sem escala.)
Esse sistema foi criado a partir da observação de um órgão interno dos peixes ósseos, a
bexiga natatória. Trata-se de uma vesícula gasosa que permite aos peixes regularem sua
densidade relativa à água. É um órgão que pode expandir-se ou contrair-se de acordo com
5
a quantidade de fluido em seu interior. Portanto, se um peixe deseja submergir, ele
preenche sua bexiga natatória de água, aumentando sua densidade e facilitando sua
descida. Porém, se ele deseja emergir, ele a esvazia e a preenche de ar, diminuindo sua
densidade, o que auxilia sua subida.
 Dica para o(a) professor(a)
Professor(a),Acesso em: 16 maio 2016.
O uso da mangueira de nível fundamenta-se no
Teorema de Stevin.
Teorema do Impulso.
Princípio de Avogadro.
Princípio de Arquimedes.
Princípio Fundamental da Dinâmica.
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71
A
B
C
D
E
Questão 16
Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está esquematizado na
figura. Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e aumenta o nível no vaso, até
cobrir o sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto maior a profundidade, maior a
pressão. Assim, a água desce levando os rejeitos até o sistema de esgoto. A válvula da caixa de
descarga se fecha e ocorre o seu enchimento. Em relação às válvulas de descarga, esse tipo de
sistema proporciona maior economia de água.
Faça você mesmo.
Disponível em: http://www.facavocemesmo.net.
Acesso em: 22 jul. 2010.
A característica de funcionamento que garante essa economia é devida
à altura do sifão de água.
ao volume do tanque de água.
à altura do nível de água no vaso.
ao diâmetro do distribuidor de água.
à eficiência da válvula de enchimento do tanque.
72
A
B
C
D
E
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Questão 17
ENEM
Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está
esquematizado na figura. Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e
aumenta o nível no vaso, até cobrir o sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto
maior a profundidade, maior a pressão. Assim, a água desce, levando os rejeitos até o
sistema de esgoto. A válvula da caixa de descarga se fecha e ocorre seu enchimento. Em
relação às válvulas de descarga, esse tipo de sistema proporciona maior economia de
água.
A característica de funcionamento que garante essa economia é devida
à altura do sifão de água.
ao volume do tanque de água.
à altura do nível de água no vaso.
ao diâmetro do distribuidor de água.
à eficiência da válvula de enchimento do tanque.
73
A
B
C
D
E
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Questão 18
O vazamento de petróleo no Golfo do México, em abril de foi considerado o pior
da história dos EUA. O vazamento causou o aparecimento de uma extensa mancha de
óleo na superfície do oceano, ameaçando a fauna e a flora da região. Estima-se que o
vazamento tenha sido da ordem de milhões de litros de petróleo em cerca de 
dias.
Quando uma reserva submarina de petróleo é atingida por uma broca de perfuração, o
petróleo tende a escoar para cima na tubulação como consequência da diferença de
pressão, entre a reserva e a superfície. Para uma reserva de petróleo que está a
uma profundidade de e dado o menor valor de para que o
petróleo de densidade forme uma coluna que alcance a superfície é de
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Questão 19
Analise a figura a seguir, que representa um recipiente com cinco ramos abertos à
atmosfera, em um local onde a aceleração gravitacional é constante, e complete as
lacunas do texto que segue. As linhas tracejadas, assim como o fundo do recipiente, são
horizontais.
74
A
B
C
D
E
Considerando que o recipiente está em equilíbrio mecânico e contém um fluido de
massa específica constante, afirma-se que a pressão exercida pelo fluido no __________ é
__________ pressão exercida pelo fluido no __________.
ponto – menor que a – ponto 
ponto – menor que a – ponto 
ponto – igual à – ponto 
ponto – menor que a – ponto 
ponto – igual à – ponto 
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Questão 20
ENEM
No manual de uma torneira elétrica, são fornecidas instruções básicas de instalação
para que o produto funcione corretamente:
Se a torneira for conectada à caixa-d'água domiciliar, a pressão da água na entrada da torneira deve
ser no mínimo e no máximo .
Para pressões da água entre e ou água proveniente diretamente da rede pública, é
necessário utilizar o redutor de pressão que acompanha o produto.
Essa torneira elétrica pode ser instalada em um prédio ou em uma casa.
Considere a massa específica da água e a aceleração da gravidade .
75
A
B
C
D
E
Para que a torneira funcione corretamente, sem o uso do redutor de pressão, quais
deverão ser a mínima e a máxima altura entre a torneira e a caixa-d'água?
 e .
 e .
 e .
 e .
 e .
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Questão 21
Algumas cafeteiras industriais possuem um tubo de vidro transparente para facilitar a
verificação da quantidade de café no reservatório, como mostra a figura ao lado.
76
A
B
C
D
E
Observe que os pontos A e B correspondem a aberturas na máquina.
MÁXIMO, Antônio; ALVARENGA, Beatriz. Curso de Física. São Paulo: Harbra, 1992. (adaptado)
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 x, a altura do café no interior do
reservatório corresponde a
x.
.
.
.
.
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Questão 22
ENEM
O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água
para o seu funcionamento apropriado é de . A figura mostra a instalação
hidráulica com a caixa-d'água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha.
77
A
B
C
D
E
A
O valor da pressão da água na ducha está associado à altura
.
.
.
.
.
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Questão 23
UPE SSA
Os instrumentos de medida são importantes para validar comparações, com precisão,
em obras de engenharia, equipamentos hospitalares, monitoramento de estradas e
outros. O Instituto de Pesos e Medidas - IPEM junto com o Instituto Nacional de
Metrologia, Qualidade e Tecnologia - INMETRO rastreiam e calibram os instrumentos, a
fim de garantir a confiabilidade das medidas. Para medir com eficácia a pressão através
de uma força aplicada por um fluido, utiliza-se apropriadamente o
Higrômetro.
78
B
C
D
E
A
B
C
D
E
Manômetro.
Termômetro.
Paquímetro.
Odômetro.
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Questão 24
UPE SSA
No início de 2019, o Brasil foi vítima de uma grande tragédia, o estouro da barragem de
rejeitos na cidade de Brumadinho. Nesse episódio, os bombeiros da equipe de resgate
pisavam sobre duas placas quadradas, feitas de madeira e de dimensões .
Os bombeiros pisavam nessas placas e conseguiam se deslocar com mais facilidade
sobre a lama. Isso foi possível pelo fato
de as placas serem mais leves que o bombeiro.
de a área das placas de madeira ser menor que a área das botas utilizadas pelos
bombeiros.
do aumento da área de contato das botas dos bombeiros com as placas de
madeira.
de a distribuição do peso do corpo do bombeiro sobre as placas diminuir a
pressão sobre a lama
de a densidade das placas de madeira ser sempre maior que a densidade da
lama.
79
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Questão 25
OBF
Um balão está no fundo de um lago de de profundidade e para trazê-lo à
superfície começa a ser preenchido, por meio de uma bomba, com um hipotético gás
ideal, cuja densidade é menor que a densidade do ar. O volume deste balão se altera de
maneira que a pressão interna do gás seja igual à pressão média externa. Num
determinado instante, quando o seu volume é , ele é desconectado da bomba,
começa a subir e escapa da água. Considere que a massa do balão, incluindo a massa
do gás, é de e que asvariações de temperatura são desprezíveis. Determine o
menor volume que faz com que o balão não retorne ao lago. (obs.:. Para fins de
cálculo, despreze a diferença da pressão externa entre a base e o topo do balão)
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Questão 26
OBF
Uma bola maciça e praticamente indeformável tem uma densidade inferior à da água.
Estando totalmente imersa, um mergulhador carrega-a desde as proximidades da
superfície da água até tocá-la no fundo de uma piscina. O diagrama que melhor traduz
a dependência entre a força de empuxo “E” sobre a bola como função da profundidade
“y” da piscina, está melhor representado por:
80
A
B
C
D
E
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Questão 27
UEL
Normalmente, os materiais dilatam-se com o aumento da temperatura, inclusive os
líquidos. A água, contudo, apresenta um comportamento anômalo, sofre contração de
seu volume quando sua temperatura aumenta no intervalo de a , voltando a
expandir-se para temperaturas maiores de . Assim, o volume mínimo de uma certa
quantidade de água ocorre à temperatura de 4°C. A massa específica da água a é 
, a é e a é . Devido a esta
81
A
B
C
D
E
propriedade, nas regiões de clima frio, apenas as superfícies de lagos se congelam no
inverno, formando uma capa protetora e isolante que conserva a água, sob ela, no
estado líquido, a 4°C, a grandes profundidades. Isto permite a sobrevivência da flora e
da fauna destas regiões. Assinale a alternativa que explica corretamente o fato de
somente a superfície dos lagos se congelar a temperaturas ambientes inferiores a .
Quando a temperatura ambiente fica menor que , uma camada da superfície
do lago congela-se, fazendo o volume (nível) do lago aumentar. Como a pressão
atmosférica é constante, da equação de Clapeyron decorre que a temperatura
debaixo da camada de gelo deve ser maior que . A grandes profundidades,
devido ao isolamento da camada superficial de gelo, a água tende à temperatura
de equilíbrio, ou seja, .
Quando a temperatura ambiente diminui até , toda a água do lago também
atinge a temperatura de , uniformemente. Começa-se a formar uma camada
de gelo na superfície, que devido ao calor latente de solidificação da água, aquece
a água debaixo da camada de gelo. Este processo entra em equilíbrio térmico
quando o calor latente, fornecido pela camada de gelo que se formou, aquece a
água debaixo desta à temperatura de equilíbrio de .
Quando a temperatura ambiente fica menor que , uma camada da superfície
do lago congela-se, fazendo o volume (nível) do lago aumentar. Como a pressão a
grandes profundidades aumenta, devido à camada de gelo que se formou, da
equação de Clapeyron decorre que a temperatura também aumenta. O equilíbrio
é atingido quando a temperatura a grandes profundidades atinge , fazendo
com que o volume do lago diminua novamente. Temos um equilíbrio dinâmico.
Quando a temperatura ambiente fica menor que , uma camada da superfície
do lago congela-se, fazendo o volume (nível) do lago diminuir. Como a pressão a
grandes profundidades diminui, devido à camada de gelo que se formou, vemos
da equação de Clapeyron que a temperatura também aumenta. O equilíbrio é
atingido quando a temperatura a grandes profundidades atinge , fazendo com
que o volume do lago diminua novamente. Temos um equilíbrio dinâmico.
Quando a temperatura ambiente cai abaixo de , a água a é mais densa
e se acumula no fundo do lago. Quando a temperatura ambiente fica menor que 
, a água da superfície congela-se e flutua, isolando a água ainda no estado
líquido, com temperatura acima da temperatura da superfície do lago.
82
A
B
C
D
E
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Questão 28
OBF
Deseja-se projetar um balão de gás que deve ser enchido com gás hélio para transportar
uma pessoa. A massa do material do balão, da estrutura de acomodação, do indivíduo e
dos aparelhos que levará, totalizará e seus volumes serão considerados
irrelevantes frente ao volume do gás contido pelo balão. Admita que o balão será
esférico e que as massas específicas do ar e a do gás hélio sejam respectivamente iguais
a e 
Apenas para mantê-lo em repouso no ar (não sobe e nem desce), o diâmetro deste
balão, em m, deverá valer:
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Questão 29
OBF
83
A
B
C
D
E
Um sólido homogêneo apresenta um peso aparente , quando mergulhado num
líquido de densidade e, quando mergulhado num líquido de densidade , apresenta
peso aparente . Com base nestas informações determine a densidade, , deste sólido,
em termos de e \ .
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Questão 30
UEL
Numa residência, o reservatório de água está situado a 10 metros de altura em relação a
uma torneira. Assinale a alternativa que apresenta a pressão exercida na válvula da
torneira quando a torneira é mantida fechada.
Dados: densidade específica da água de aceleração da gravidade 
e pressão atmosférica 
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Questão 31
84
A
B
C
D
E
UEL
A barragem principal da Usina Hidrelétrica de Itaipu é do tipo "gravidade aliviada". Tem
 de comprimento, de altura máxima e sua base tem de largura.
Sua estrutura está representada na figura.
Dados:
densidade da água: 
pressão atmosférica: 
aceleração da gravidade: 
Sobre a pressão que a água exerce sobre a barragem, é correto afirmar:
A pressão exercida pela água sobre o fundo da barragem é igual a 
 e, à meia altura, é igual a .
A pressão exercida pela água sobre o fundo da barragem é igual a 
 e, à meia altura, é igual a 
A pressão exercida pela água em qualquer ponto da barragem é igual a 
.
A pressão exercida pela água em qualquer ponto da barragem é igual a 
A pressão exercida pela água sobre o fundo da barragem é igual a 
 e, a três quartos de altura, é .
85
A
B
C
D
A
B
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Questão 32
UNICAMP
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: 
Sempre que necessário, use e 
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Questão 33
UEC
A pressão hidrostática na base de uma coluna de líquido é
proporcional à razão 
inversamente proporcional à altura.
86
C
D
proporcional à razão
inversamente proporcional à aceleração da gravidade.
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Questão 34
PAS-UNB
Chuva
Ar quente vai subir
Ar frio vai descer
Vapor que vem do mar
Geleiras vão derreter
O vento vai soprar
Tudo pode acontecer
As nuvens vão se condensar
E, depois, vão dissolver
Porque quando o sol aquece a Terra
Muita água se libera
E a gravidade da atmosfera
Faz pressão que nem panela
[...]
Chuva molha, molha, cai
Chuva chove, chove, sai
Chuva molha, molha, vem
Chuva, chuva
[...]
Oh, Lua, Lua, luar
Me leva contigo pra passear
Jaloo. Internet: (com adaptações).
A partir da música Chuva, de Jaloo, e considerando os múltiplos aspectos por ela
87
A
B
suscitados, julgue os seguintes itens.
Ao afirmar que “Ar quente vai subir/Ar frio vai descer”, a música contradiz a mecânica
newtoniana e se aproxima das ideias da física de Aristóteles, segundo a qual o ar quente
sobe porque tem muito do elemento fogo, enquanto o ar frio desce porque tem muito do
elemento água.CERTO
ERRADO
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Questão 35
OBF
O estudante Carlos Alberto cobriu com massa de modelar um objeto maciço de material
desconhecido e depois, cuidadosamente, cortou a massa de modelar retirando do seu
interior o objeto (Figura). Com esta ação, ele obteve dois recipientes de massa de
modelar que encheu com água. Derramando convenientemente a água dos dois
recipientes em uma caixa colocada sobre o prato de uma balança, verificou que a massa
desta água era duas vezes maior que o valor da massa do objeto. Neste caso:
35.a)
88
A
B
C
Ao colocar o objeto na água ele afundará, flutuará com uma parte externa à água, ou
flutuará totalmente imerso na água?
35.b)
Qual é a densidade do objeto se a densidade da água é igual a ?
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Questão 36
UEL
"Acidente anunciado" é o título de uma das chamadas da Revista Isto É de 23/10/2002.
Não foi por falta de aviso que a Petrobrás não evitou o acidente com o navio-plataforma
"Presidente Prudente de Morais", mais conhecido por P-34, situado no campo de
Barracuda-Caratinga, da Bacia de Campos. A plataforma P-34 vinha apresentando falhas
na geração de energia desde maio, quando o Sindicato dos Petroleiros do Rio de Janeiro
alertou a Petrobrás. A plataforma P-34 começou a adernar no domingo, dia 13/10/2002,
atingindo uma inclinação de e parecia condenada. Numa operação de emergência,
a Petrobrás reduziu gradativamente a inclinação para , adicionando água no lado
oposto ao que adernou, e a P-34 foi salva. Quando um navio aderna, a força de empuxo
tem maior intensidade no lado submerso devido ao deslocamento de maior massa de
água, provocando um torque que faz com que o navio retorne à posição de equilíbrio.
Se a P-34 é um navio-plataforma, por que foi necessário adicionar água para reduzir a
inclinação de submersão?
Porque, ao adernar, o petróleo foi deslocado, provocando uma mudança no centro
de gravidade da P-34 e, por conseqüência, o torque resultante da força de
empuxo e da força peso tornou-se nulo.
Porque, com a adição de água, surge uma força de empuxo que atua de cima
para baixo na parte oposta à submersão.
Porque a força de empuxo que atua na P-34 depende da densidade do petróleo
que está contido na plataforma. A adição de água foi necessária para aumentar a
89
D
E
densidade do petróleo.
Porque a força de empuxo depende apenas da densidade da água do mar e,
conseqüentemente, quanto mais água houver na plataforma, maior é a força de
empuxo que atua.
Porque a força de empuxo depende do peso do navio, e a adição de água
aumentou a sua intensidade.
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Questão 37
UFJF-PISM 1
Após uma forte chuva formou-se um lago na praça principal da cidade. O soldado Silva,
do Corpo de Bombeiros, recebeu a missão de levar cestas básicas para moradores que
estavam ilhados do outro lado do lago formado. O transporte deveria ser feito num
barco de massa total Então, Silva se lembrou do Princípio do Empuxo, segundo o
qual “Todo corpo mergulhado num fluido recebe uma força orientada para cima,
denominada empuxo, de intensidade igual ao peso do volume do fluido deslocado”.
Considere a massa do soldado Silva como sendo a aceleração da gravidade igual
a e a densidade da água de intensidade 
Determine o valor do empuxo exercido sobre o barco quando este estiver em repouso
dentro do lago e apenas com o soldado Silva a bordo.
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Questão 38
90
A
B
C
D
UEC
Considere um tanque cilíndrico de altura ℎ 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
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Questão 39
OBF
Muitas vezes quando vamos ao posto de gasolina para encher o tanque aproveitamos a
ocasião para calibrar (encher ou esvaziar) os pneus. Isto é essencial, pois sabemos que
existe um ponto ideal de pressão de ar, tanto para maximizar a tração do automóvel,
como para minimizar o desgaste excessivo dos pneus. Normalmente as fábricas de
automóvel, em conjunto com a fábrica de pneus, sugerem uma determinada pressão
colocada no manual do proprietário, que indica para um determinado automóvel a 28
psi de pressão – esta unidade é conveniente, pois oferece valores
adequados para memorização. Sabendo que 1,0 libra vale e 1 pol vale 
, e pressão aproximada ao nível do mar é de , quanto vale,
aproximadamente, a pressão de 28 psi?
91
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
Duas vezes a pressão ao nível do mar.
Uma vez e meia a pressão ao nível do mar.
Três vezes a pressão ao nível do mar.
Quinze vezes a pressão ao nível do mar.
Duas vezes e meia a pressão ao nível do mar.
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Questão 40
OBF
Um certo balão sobe contendo apenas ar quente. Nessas condições:
I - A densidade do ar contido no balão é menor do que a densidade do ar externo.
II - O peso do balão com ar quente torna-se nulo.
III - O empuxo sobre o balão é maior que o seu peso.
IV - O peso do ar deslocado pelo balão é menor que o empuxo que atua sobre ele.
Estão corretas apenas as afirmações:
I apenas
II apenas
I e II apenas
I e III apenas
II, III e IV apenas
92
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Questão 41
OBF
Depois de toda essa discussão, vamos para o carro e darei uma carona a vocês, mas
antes me deixem mostrar esta figura. Espero que vocês, discutindo, concluam como
funciona o sistema de freios de um automóvel. Posso dar uma dica: nos tubos da figura
existe um fluido para freios, que faz a conexão da força aplicada no pedal às rodas do
automóvel.
I) – Interessante. Ao aplicarmos uma força no pedal, esta é ampliada pelo braço da
alavanca. Mas o tamanho desta alavanca não é o suficiente para conseguir uma pressão
nos discos e nos tambores para fazer parar o automóvel.
II) – Por que não? A gente consegue parar uma bicicleta só com as forças das mãos. O
fluido é usado para transmitir a pressão, pois obedece a lei da natureza que diz:
quando a pressão é exercida num ponto de um líquido, essa pressão é transmitida a
todos os outros pontos do líquido.
III) – Acho que entendi. A força obtida pelo princípio da alavanca é ampliada
posteriormente por uma aplicação do princípio de Pascal dos fluídos, a qual diz:
Onde F e A significam respectivamente F orça e Área.
93
A
B
C
D
E
Destas afirmações conclui-se que:
Apenas I e III estão corretas.
Todas estão corretas.
Apenas I e II estão corretas.
Apenas III esta correta.
Todas estão erradas.
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Questão 42
UEC
A proibição do uso dos canudos de plástico vem se propagando pelo mundo. Em julho
de 2018, Seattle tornou-se a primeira cidade nos EUA a banir o uso de canudos. No
Brasil, os estabelecimentos comerciais devem fornecer aos seus clientes uma alternativa
ao uso de canudos de plástico. Embora o plástico não seja o único vilão a trazer
malefícios ao meio ambiente, o seu uso excessivo tornou-se uma preocupação mundial
nos últimos anos. Ao tomar água em um copo através de um canudinho, uma pessoa é
capaz de reduzir a pressão em seus pulmões a cerca de (milímetros de
94
A
B
C
D
mercúrio). Tendo em vista que a pressão ao nível do mar é de e que a
densidade do mercúrio e da água são respectivamente iguais a e é
correto afirmar que a máxima altura, em cm, medida a partirda superfície livre do
líquido para o qual a pessoa ainda consegue sugar é de
13,6.
1,36.
75.
76.
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Questão 43
OBF
Um palco flutuante, de base plana A, foi projetado para ser utilizado em água do mar,
cuja densidade é 3% maior que a da água doce. Quando ele está com carga total, o nível
de água atinge a linha de segurança, que está à altura da base inferior. Contudo, os
promotores de um evento quiseram usar esse mesmo palco em um lago de água doce.
Cientes de que com carga total o nível de segurança seria ultrapassado, eles propuseram
aos patrocinadores que, em troca de publicidade, providenciassem quatro balões iguais
cheios de um gás (cuja densidade é um décimo da densidade do ar) os quais seriam
amarrados em pontos convenientes para que o palco voltasse à linha de segurança
original. Sabendo-se que a carga total, incluída a massa do próprio palco, é de ,
calcule o volume de cada balão. Despreze as massas dos balões, das cordas e do próprio
gás.
95
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Questão 44
ENEM
A Torre Eiffel, com seus 324 metros de altura, feita com treliças de ferro, pesava 7 300
toneladas quando terminou de ser construída em 1889. Um arquiteto resolve construir
um protótipo dessa torre em escala 1:100, usando os mesmos materiais (cada dimensão
linear em escala de 1:100 do monumento real). Considere que a torre real tenha uma
massa e exerça na fundação sobre a qual foi erguida uma pressão . O
modelo construído pelo arquiteto terá uma massa e exercerá uma pressão
.
Como a pressão exercida pela torre se compara com a
96
A
B
C
D
E
A
B
C
D
pressão exercida pelo protótipo? Ou seja, qual é a razão
entre as pressões ?
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Questão 45
UEL
Um professor deseja demonstrar o “Princípio de Bernoulli” para o movimento de
fluidos. Para isto ele pendura duas bolas de pingue-pongue iguais à mesma altura, em
dois fios idênticos, inextensíveis e independentes. As bolas, inicialmente, estão
ligeiramente afastadas entre si com uma distância da ordem do diâmetro das bolas em
questão. Uma vez montado o arranjo experimental, o professor chama um aluno e pede
que ele assopre, com força, na região entre as bolas. Assinale a alternativa que indica o
que irá acontecer:
As bolas vão se aproximar, pois, com o sopro, criou-se uma região de baixa
pressão entre elas.
As bolas vão se afastar, pois, com o sopro, criou-se uma região de alta pressão
entre elas.
As bolas vão se afastar, pois, com o sopro, aumentou-se a quantidade de ar entre
elas e, por isso, o excesso de ar vai afastá-las.
As bolas vão balançar aleatoriamente, pois, com o sopro, aumentou-se a agitação
das moléculas de ar próximas delas.
97
E O “Princípio de Bernoulli” não se aplica a este experimento.
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Questão 46
UFJF-PISM 1
Após uma forte chuva formou-se um lago na praça principal da cidade. O soldado Silva,
do Corpo de Bombeiros, recebeu a missão de levar cestas básicas para moradores que
estavam ilhados do outro lado do lago formado. O transporte deveria ser feito num
barco de massa total Então, Silva se lembrou do Princípio do Empuxo, segundo o
qual “Todo corpo mergulhado num fluido recebe uma força orientada para cima,
denominada empuxo, de intensidade igual ao peso do volume do fluido deslocado”.
Considere a massa do soldado Silva como sendo a aceleração da gravidade igual
a e a densidade da água de intensidade 
Por questões de segurança, havia no barco uma linha desenhada que indicava até onde
o nível da água poderia ser atingido. Sobre a linha estava escrito e Silva
durante o treinamento recebeu a instrução de que aquele número indicava o volume
em metros cúbicos de água deslocada pelo barco ao atingir o respectivo nível. Levando
em conta esse aspecto de segurança e que cada cesta básica possui de massa,
calcule o número máximo de cestas básicas que Silva poderia levar em seu barco, ao se
deslocar com velocidade constante em águas calmas do lago.
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Questão 47
98
A
B
C
D
UEC
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
 e 
 e 
 e 
 e 
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Questão 48
OBF
Um balão cheio de hidrogênio foi usado para manter suspensa uma massa de (o
próprio balão, piloto, cesto, equipamentos, etc..) acima do solo. Considerando-se que, sob
pressão de a massa específica do ar vale e a do gás
hidrogênio determine:
48.a)
em o volume mínimo V do balão, suficiente para executar a tarefa;
48.b)
em m, o raio R deste balão, admitindo-o esférico e lembrando que o volume de uma
esfera é dado por (deixe indicada a raiz cúbica!)
99
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Questão 49
FUVEST
Um grande cilindro, com ar inicialmente à pressão P1 e temperatura ambiente 
 quando aquecido, pode provocar a elevação de uma plataforma A, que
funciona como um pistão, até uma posição mais alta. Tal processo exemplifica a
transformação de calor em trabalho, que ocorre nas máquinas térmicas, à pressão
constante. Em uma dessas situações, o ar contido em um cilindro, cuja área da base S é
igual a sustenta uma plataforma de massa a uma altura 
do chão (situação I). Ao ser aquecido, a partir da queima de um
combustível, o ar passa a uma temperatura expandindo-se e empurrando a
plataforma até uma nova altura (situação II). Para verificar em que medida
esse é um processo eficiente, estime:
NOTE E ADOTE:
Calor específico do ar a pressão constante Densidade do ar a 
A pressão do ar dentro do cilindro, em pascals, durante a operação.
100
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Questão 50
PAS-UNB
A figura a seguir mostra uma canoa de base semicircular, com de comprimento (L),
 de raio (R) e de massa. Para que não existam riscos durante o
transporte, é necessário que o nível d’água não supere a linha que separa o semicírculo
do retângulo, na seção da canoa.
Considerando as informações precedentes e assumindo a aceleração da gravidade igual
a e a densidade da água igual a , julgue o item a seguir.
Considerando que a canoa, com determinada carga, desloque um volume de água igual
a , calcule o peso, em newtons, que ela transporta. Divida o valor encontrado por
10. Após efetuar todos os cálculos solicitados, despreze, para a marcação no Caderno de
Respostas, a parte fracionária do resultado final obtido, caso exista.
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Questão 51
ENEM
101
A
B
C
D
E
Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no oceano. Dentro da caverna
formou-se um bolsão de ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.
Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi necessário que o mergulhador
passasse por um processo de descompressão antes de retornar à superfície para que seu
corpo ficassenovamente sob pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre os
tempos de descompressão recomendados para indivíduos nessa situação e a variação de
pressão.
Considere que a aceleração da gravidade seja igual a e que a densidade da
água seja de .
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o mergulhador deverá ser
submetido?
100
80
60
40
20
102
A
B
C
D
E
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Questão 52
OBM
Um canal de TV fornece a previsão do tempo e as condições climáticas de momento
para várias localidades do mundo. Num determinado dia e hora, para a cidade de
Curitiba, as condições eram as seguintes:
Visibilidade: ; Umidade relativa: 90%; Temperatura atual ; Predomina
nublado; Vento soprando do norte a ; pressão do ar 1010 hPa. Assinale a única
alternativa correta:
A visibilidade de 6km corresponde à grandeza deslocamento.
A grandeza umidade relativa é não adimensional.
uma medida de temperatura em uma escala absoluta.
O módulo da velocidade do vento é e o seu sentido está orientado do
norte para o sul.
é o mesmo que 
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Questão 53
UEL
103
A
B
C
D
E
A massa de um corpo é de e seu volume é de Considere que esse corpo
esteja flutuando em equilíbrio na água. Qual é a porcentagem de seu volume que ficará
acima da superfície da água? Considere a densidade da água igual a 
30%
40%
60%
80%
90%
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Questão 54
OBF
Uma estátua é feita com uma liga de alumínio e ouro. Presa a um dinamômetro este
acusa ao ar livre e quando mergulhada na água. Determine a massa de
ouro presente na estátua admitindo a densidade do ar como sendo nula, a densidade da
água igual a a densidade do alumínio igual a e a densidade do
ouro igual a 
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Questão 55
104
A
B
C
D
E
UEL
Figura A
Figura B
Nas figuras, observa-se que o rio bifurca-se nos rios 1 e 2. No rio 1, de largura L, há
uma rocha, cuja distância da margem direita é L1 e da esquerda L2, tal que L1 (com adaptações).
A figura a seguir mostra uma canoa de base semicircular, com de comprimento (L),
 de raio (R) e de massa. Para que não existam riscos durante o
transporte, é necessário que o nível d’água não supere a linha que separa o semicírculo
do retângulo, na seção da canoa.
Considerando as informações precedentes e assumindo a aceleração da gravidade igual
a e a densidade da água igual a , julgue o item a seguir.
Na situação em que o peso limite seja superado e a canoa afunde com velocidade
constante, o módulo da força de atrito devido à viscosidade da água será 
, em que é o volume total ocupado pela canoa e sua carga e ,
seu peso total.
CERTO
ERRADO
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Questão 59
UPE SSA
Considere o módulo da aceleração da gravidade como densidade da água
108
A
B
C
D
E
 o módulo da carga do elétron como massa do átomo
de hidrogênio massa do elétron 
constante de Planck ou eV, velocidade da luz no vácuo 
 1 e constante de Coulomb 
Um cubo de lado e de densidade é colocado em um
recipiente que recebe água a uma taxa variável. A altura da superfície de água no
recipiente cresce com o tempo na forma onde o tempo t é medido
em horas. Em que instante de tempo, o cubo perde contato com a superfície inferior do
recipiente?
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Questão 60
UEL
A figura a seguir apresenta um vaso preenchido com dois fluidos diferentes não
miscíveis. O fluido 1 apresenta densidade de e o fluido 2, densidade de 
109
A
B
C
D
E
 Sendo , qual a razão 
0,7
1
5
3,2
100
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Questão 61
OBF
O dispositivo representado usa os princípios das alavancas e das prensas hidráulicas.
Consta de dois recipientes cilíndricos dotados de êmbolos também cilíndricos em que o
maior (diâmetro de sustenta um "peso" que, juntamente com o êmbolo, forma
um conjunto de peso e o menor (diâmetro de de peso irrelevante,
recebe o esforço transmitido pela alavanca que está sendo acionada por um operador.
Apenas para sustentar o conjunto "peso" mais êmbolo maior, determine:
61.a)
a força aplicada sobre o êmbolo menor;
110
61.b)
a força F aplicada pelo operador
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Questão 62
PAS-UNB
Chuva
Ar quente vai subir
Ar frio vai descer
Vapor que vem do mar
Geleiras vão derreter
O vento vai soprar
Tudo pode acontecer
As nuvens vão se condensar
E, depois, vãodissolver
Porque quando o sol aquece a Terra
Muita água se libera
E a gravidade da atmosfera
Faz pressão que nem panela
[...]
Chuva molha, molha, cai
Chuva chove, chove, sai
Chuva molha, molha, vem
Chuva, chuva
[...]
Oh, Lua, Lua, luar
Me leva contigo pra passear
Jaloo. Internet: (com adaptações).
A partir da música Chuva, de Jaloo, e considerando os múltiplos aspectos por ela
suscitados, julgue os seguintes itens.
111
A
B
A
B
C
D
E
Fazendo-se uma analogia dos versos “Oh, Lua, Lua, luar/Me leva contigo pra passear” da
canção com o fato de que, quando se caminha, a Lua parece acompanhar no céu o
caminhante, é correto afirmar que, como a distância da Lua até as pessoas na superfície
terrestre é muito maior em comparação a outros objetos do ambiente, como árvores e
montes, o movimento angular aparente dos objetos próximos a quem caminha é muito
maior que o da Lua, assim a Lua aparentemente não muda de lugar durante uma curta
caminhada, mas, como os outros objetos passam por quem caminha, parece que a Lua o
acompanha.
CERTO
ERRADO
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Questão 63
OBF
Uma âncora de um barco que navega em um lago é feita de aço de densidade igual a 
 e tem peso de . Com o barco parado e a âncora assentada no fundo,
a reação de apoio que o fundo do lago exerce sobre esta peça dentro d’água (considere
a densidade igual a ) em N, é igual a:
400
350
150
200
250
112
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Questão 64
OBF
Texto 5
Apreciem, agora, o corte de um MCI motor de 4 cilindros. A concatenação dos 4
cilindros e a obtenção de uma boa eficiência do combustível exigiu muito trabalho dos
engenheiros automobilísticos, mas o princípio de funcionamento do motor é simples e
foi desenvolvido por Nicolaus Otto em 1862. Comece o ciclo Otto pelo 1, abaixo a sua
esquerda.
Por favor, sintetizem o funcionamento do MCI.
I) - Em primeiro lugar é importante dizer que o calor resultante da combustão é uma
forma de energia.
113
A
B
C
D
E
A
II) - Podemos afirmar que parte da energia da fonte quente é transformada em trabalho
e o resto do calor é perdido no radiador do automóvel.
III) - É verdade. Esta e a razão de colocarmos água no radiador, pois seu calor específico
é um dos mais altos da natureza. 
IV) - A expressão da eficiência (e) do MCI é sempre onde 
é a Temperatura da fonte Fria(Quente)
Em relação a este diálogo você pode afirmar que:
I, II e III estão corretas
II e III estão corretas.
I e IV estão corretas.
Todas estão certas.
Apenas I está correta.
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Questão 65
UEL
Três recipientes, de mesma área de base e mesmo nível de água, estão sobre uma mesa.
A respeito das pressões hidrostáticas no fundo dos recipientes e e de suas
correspondentes pressões e exercidas sobre a mesa, podemos afirmar que :
114
B
C
D
E
A
B
C
D
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Questão 66
UEC
Dois líquidos miscíveis têm, respectivamente, densidades de e 
Sabendo-se que os líquidos podem ser misturados de modo a formar uma mistura
homogênea, é correto concluir que a densidade de uma mistura, em obtida a
partir da junção de massas iguais dos líquidos é
0,75.
0,54.
0,72.
0,64.
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Questão 67
UEL
115
A
B
C
D
E
Um fio, de peso desprezível e inextensível, está sustentando um bloco homogêneo de
massa m e densidade . O bloco encontra-se totalmente submerso em um recipiente
com líquido de densidade , dentro de um elevador que está subindo com aceleração
constante a. Assinale a alternativa que indica o valor correto para a tensão resultante
no fio que sustenta o bloco:
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Questão 68
ENEM
Um caminhão de massa 5 toneladas, carregado com carga de 3 toneladas, tem eixos
116
A
B
C
D
E
articulados que permitem fazer o uso de 4 a 12 pneus (aos pares) simultaneamente. O
número de pneus em contato com o solo é determinado a fim de que a pressão exercida
por cada pneu contra o solo não supere o dobro da pressão atmosférica. A área de
contato entre cada pneu e o asfalto equivale à área de um retângulo de lados e 
. Considere a aceleração da gravidade local igual a e a pressão
atmosférica de Pa.
O menor número de pneus em contato com o solo que o caminhão deverá usar é
4.
6.
8.
10.
12.
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Questão 69
OBF
“R”, “S” e “T” são três bolas maciças que apresentam um mesmo volume mas são
compostas,
cada uma, com um material distinto das demais. Imersas totalmente na água, percebe-se
que a bola
“R” sempre sobe, “S” sempre afunda e “T” é capaz de permanecer em repouso quando
submersa.
Tomando como referência essas informações, indique as proposições verdadeiras:
I - Dentre as três, o empuxo maior acontece sobre a bola “R”.
II - A bola “S” apresenta o maior peso porém o menor empuxo dentre as bolas do
experimento.
117
A
B
C
D
E
A
B
C
D
III - A densidade da bola “T” é igual à densidade da água.
A alternativa correta é:
I e III apenas
I e II apenas
I apenas
II apenas
III apenas
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Questão 70
UEC
Recentemente os noticiários reportaram um caso de resgate de pessoas em uma caverna
alagada. Um mergulhador submerso, durante o trajeto até o ponto de resgate, sofre uma
pressão hidrostática devido à coluna d’água sobre ele. Tratando-o como puntiforme, essa
pressão é dada pelo produto da
densidade da água, aceleração da gravidade e distância à superfície da água.
densidade da água, volume do mergulhador e aceleração da gravidade.
densidade do mergulhador, volume do mergulhador e aceleração da gravidade.
densidade da água, volume e temperatura do mergulhador.
118
A
B
C
D
E
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Questão 71
UFJF-PISM 1
Considere três recipientes abertos, cheios até a borda de água em equilíbro hidrostático
– veja figura abaixo. As bases inferiores dos recipientes são retângulos idênticos
(hachurados na figura). Todos os recipientes têm a mesma altura h.
Podemos afirmar corretamente apenas que:
Os pesos da água de cada recipiente são todos iguais.
A força resultante exercida pela água sobre a base de cada recipiente tem o
mesmo valor.
A pressão perto do fundo do recipiente A é maior do que em B, que é maior do
que em C.
A força resultante exercida pela água sobre a base do recipiente A é maior do
que em B, que é maior do que em C.
A força resultante exercida pela água sobre a base de cada recipiente é igual ao
peso da água do recipiente respectivo.
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119
A
B
C
D
Questão 72
UEC
Em um gás ideal, o produto da pressão pelo volume dividido pela temperatura tem, no
Sistema Internacional, unidade de medida de
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Questão 73
UFJF-PISM 1
Numa experiência, temos 3 béqueres idênticos cheios de água até a borda. O béquer A
contém apenas água. O béquer B contém, além da água, um bloco de madeira flutuando
na superfície. No béquer C, um segundo bloco de madeira completamente submerso
está preso por uma linha fina presa ao fundo do béquer. A densidade dos blocos de
madeira é a metade da densidade da água.Os dois blocos de madeira possuem massas
iguais.
Uma balança mede o peso de cada béquer, em cada situação descrita, resultando nos
pesos representados por e respectivamente. Selecione a alternativa que
120
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
representa a relação correta entre estes pesos.
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Questão 74
UFJF-PISM 1
Em uma fábrica química, há um grande reservatório com um líquido desconhecido.
Após serem realizadas medidas de pressão com a profundidade, os dados obtidos
resultaram no gráfico abaixo. A partir dessas informações, podemos concluir que a
densidade do líquido desconhecido é aproximadamente:
121
A
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Questão 75
OBF
Uma pequena esfera de densidade , ao ser colocada na água, afunda inicialmente de
forma acelerada mas, após um breve intervalo de tempo passa, devido à ação da força
de viscosidade da água, a se mover com velocidade constante. Suponha que o tempo de
descida desta esfera, ao percorrer uma distância L com velocidade constante, seja .
Uma segunda esfera de mesmo diâmetro, porém com densidade , é atirada na água.
Quando ela atinge a velocidade constante seu tempo de descida, para a mesma distância
L, é . Supondo que 1 ρ é 10% maior que a densidade da água, determine o
valor de . (Observação: o módulo da força de viscosidade para este caso pode ser
expresso como , onde v é a velocidade e b é uma constante que depende do
raio da esfera e das propriedades do líquido).
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Questão 76
UFJF-PISM 1
Uma pessoa de quer ficar em cima de um bloco de gelo flutuando sobre um lago
de água doce. Qual deve ser o volume mínimo do bloco para que a pessoa consiga isto
sem molhar os pés? Considere a densidade da água como e a
densidade de gelo como e 
122
B
C
D
E
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123
	FÍSICA
	VER CAPÍTULO
	SLIDES DO CAPÍTULO
	Olhar de cientista
	Biomimética
	Pressão
	Densidade e massa específica
	Pressão hidrostática e Teorema de Stevin
	Vasos comunicantes
	Princípio de Pascal
	Teorema de Arquimedes
	Fundo do mar
	Pratique: hidrostática
	Pratique: Vestibulares e Enem
	Resumo
	QUESTÕES EXCLUSIVAS
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	VER RESPOSTAesse capítulo foi estruturado a partir da habilidade EM13CNT302 da BNCC e
será desenvolvido com um objetivo de aprendizagem. O conteúdo está organizado nas
páginas de modo a dar oportunidade para que os objetivos de divulgação e comunicação
dos resultados científicos possam ser trabalhados de forma paralela ao aprofundamento dos
conceitos. Para que os(as) estudantes possam comunicar o resultado de análises, pesquisas
ou experimentos, elaborando tabelas e gráficos, propomos a construção de uma tabela
envolvendo os conhecimentos desenvolvidos até a página 8 do capítulo. A proposta está na
página 9, na prática ativa "Mão na massa".
Na página 2, trouxemos um texto sobre biomimética, a fim de apresentar um conceito
interdisciplinar, de maneira introdutória, e estabelecer relação entre o estudo da hidrostática
e o funcionamento de veículos submersíveis. Na página 3, introduzimos o conceito de
pressão, fundamental para a compreensão dos tópicos seguintes. Na página 4, abordamos os
conceitos de massa específica e densidade, e, ao fim, apresentamos um texto complementar
sobre a história das canoas brasileiras. O artigo utilizado está referenciado no próprio texto.
As páginas 5 e 6 trazem o conteúdo mais importante do capítulo, portanto sugerimos que
haja um tempo e dedicação especial a elas.
A página 7 traz alguns exemplos de aplicação do Princípio de Pascal. Estes foram
apresentados de forma inicial, porém, a discussão sobre seu funcionamento pode ser
aprofundada, caso julgue pertinente ao momento de sua aula. 
Lápis apoiado pelas extremidades na ponta dos dedos indicadores.
shutterstock.com
O estudo da interação entre forças e objetos possui um aspecto bastante interessante: uma
mesma força aplicada em superfícies de diferentes áreas resulta em uma maior ou menor
distribuição da força sobre as superfícies. Essa distribuição da força sobre uma superfície é
o que chamamos de pressão. Um experimento simples que você pode fazer para perceber
isso é segurar um lápis com a ponta dos dedos. Sabemos que a parte "de trás" do lápis
PressãoPressão
6
possui área maior do que a parte "da frente", ou ponta. Dessa forma, é possível perceber
que uma mesma força causa diferentes incômodos em cada um dos dedos, isso porque a
extremidade da ponta do lápis possui menor área, portanto, essa "concentração da força"
faz com que a pressão seja muito maior.
Dessa forma, podemos entender que a pressão tem relação diretamente proporcional à
força aplicada: quanto maior a força, maior será a pressão. Por outro lado, a relação com a
área é inversamente proporcional: quanto maior a área, menor é a pressão, ou quanto
menor a área, maior é a pressão. A partir desse raciocínio, podemos utilizar uma expressão
matemática que exprime essa ideia. Definiremos a pressão média p, que é uma grandeza
escalar, como a divisão da força F exercida sobre a área A de contato do corpo com a
superfície.
Tente refazer o raciocínio descrito acima, porém, agora utilizando a equação que define a
pressão. Você perceberá que toda a ideia expressa pela relação entre força e área para
definir a pressão está, em linguagem matemática, na equação. Esse conceito é importante e
tem diferentes aplicações. A seguir, veremos um exemplo de onde o conceito de pressão se
aplica em nosso dia a dia.
Note que no SI a força é medida em newtons, e a área, em metros quadrados,
portanto, a unidade de pressão é:
Pressão atmosférica
Há um fluido que está à nossa volta e que exerce pressão sobre o nosso corpo, porém,
muitas vezes não nos damos conta de sua influência em nosso organismo: a atmosfera. A
presença da atmosfera é fundamental para a vida na Terra; é graças a ela que respiramos e
é na atmosfera que está presente a camada de ozônio, que nos protege dos raios
ultravioleta. É também graças à atmosfera que nosso planeta retém calor do Sol, pelo
fenômeno chamado de efeito estufa. Portanto, a vida como nós conhecemos se desenvolveu,
entre outros fatores, por conta da presença da atmosfera.
7
Ilustração das camadas da atmosfera terrestre.
shutterstock.com
Curiosidade 
Linha de Kármán é uma linha imaginária que, por convenção, define o limite entre
o que consideramos a atmosfera terrestre e o espaço exterior. Fica a uma altitude de 
 acima do nível do mar. Importante destacar que não há uma separação
nítida entre a atmosfera e o espaço exterior, sendo essa uma convenção para fins
práticos, como, por exemplo, a aviação. Quando consideramos valores significativos
para a ação da gravidade, por exemplo, o limite para espaço exterior começa bem
mais longe, e, em teoria, poderia ir até o infinito.
Um aspecto relevante é a altura que nossa atmosfera possui. Da troposfera até a exosfera
há entre e de altitude, esse valor pode variar dependendo da atividade solar. O
fato de que a nossa atmosfera tem essa altitude atribui para nosso planeta uma condição
importante, a presença de uma pressão exercida pela massa de ar que está acima de nossas
cabeças. Em termos práticos, uma pessoa ao nível do mar tem uma massa de de
massa de ar acima de sua cabeça! Se considerarmos uma região de um metro quadrado
acima da cabeça de uma pessoa, a pressão exercida pela atmosfera sobre um indivíduo
qualquer é equivalente ao peso dessa massa de ar dividido pela área acima de sua cabeça:
8
Essa é a pressão exercida pela nossa atmosfera quando estamos ao nível do mar. Nós não
sofremos com essa pressão, pois evolutivamente nos adaptamos a essa condição,
equilibrando nossa pressão interna – correspondida pela pressão sanguínea e a pressão do
ar que possuímos internamente – com a pressão externa.
A unidade de pressão no SI é o (newton por metro quadrado), que pode ser
chamado de pascal Porém, existem outras unidades: a atmosfera equivalente à
pressão de uma atmosfera terrestre; o dina por centímetro quadrado ou bária e o 
 unidade inglesa bastante utilizada no Brasil. Veja, a seguir, como essas unidades se
relacionam.
Importante: conversão de unidades
 | 
|
 | 
9
Exercício resolvido
1.
Uma bailarina de massa dança em um palco plano e horizontal. Na situação, a
área de contato entre o seu pé e o solo vale apenas Adotando 
 calcule a pressão exercida pelo corpo da bailarina sobre o solo.
Resolução:
A área do pé está em transformando-a para tem-se: 
 (sendo a força o próprio peso da bailarina) com 
10
A
B
C
D
E
Agora é com você 
Questão 01
José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura.
A cabeça da tachinha está apoiada no polegar, e a ponta, no indicador. Sejam o
módulo da força e a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José.
Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, e Considerando-se
essas informações, é correto afirmar que:
 e 
 e 
 e 
 e 
 e 
Saiba mais: soroche, o mal da montanha 
11
O Pico do Chacaltaya fica na Bolívia e pertence à Cordilheira
dos Andes. Sua altitude máxima chega a 5,4 km.
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Há um mal-estar conhecido por viajantes que se aventuram em escaladas e trilhas
por montanhas conhecido como doença das alturas ou mal da montanha. Os
visitantes da Bolívia, Chile e Peru o chamam ainda por outro nome, soroche. Esse é o
nome dado ao mal-estar que pessoas residentes em cidades mais próximas ao nível
do mar sentem em altitudes elevadas. A explicação é simples: quanto maior a
altitude, mais rarefeito o ar se torna – e pior nos sentimos. Esse fenômeno está
relacionado à baixa presença de oxigênio em altitudes acima dos metros acima
do nível do mar. Os sintomas variam entre dor de cabeça, fraqueza, sonolência,
tontura e falta de ar.
Chá feito a partir de folhas de coca. Esse é um remédio popular
entre os povos andinos para o chamado mal da montanha.
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Algumas formas de evitar o mal da montanha estão relacionadas a fazer as subidas
de forma moderada, evitar atividades de grande esforço nas primeiras 24 horas em
grandes altitudes e evitar consumo excessivo de álcool, já que este pode causar
desidratação.12
Há, também, um remédio popular desenvolvido pelas populações tradicionais andinas
a partir das folhas da coca. Essa planta pode ser usada em chás ou ainda mascada in
natura.
Visão panorâmica de um navio transportando conteiners.
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A flutuabilidade de um objeto na água pode ser analisada a partir da densidade desse
objeto. Sabemos que um prego de aço, por exemplo, afunda na água e, a partir dessa
observação, alguém poderia concluir que a densidade do aço é maior que a densidade da
água. Porém, há um erro conceitual nesse raciocínio. Ele pode ser evidenciado com uma
simples pergunta: por que os navios não afundam, já que seus cascos são feitos de aço?
A resposta está no fato de que o prego de aço é maciço, ou seja, não possui espaços vazios
em seu interior, e também é homogêneo, pois não possui misturas de elementos em sua
composição. Portanto, na primeira experiência, estamos comparando somente o material
aço com o elemento água. Porém, no segundo caso, o navio possui uma série de outros
materiais em sua composição e espaços vazios em seu interior. Em outras palavras, o navio
não é maciço nem homogêneo.
Uma forma de organizar as ideias é fazer a separação entre densidade e massa específica.
Massa específica
É a grandeza física que indica a densidade específica de determinada substância ou
material. Essa grandeza considera a homogeneidade do objeto que estamos analisando,
Densidade e massa específicaDensidade e massa específica
13
portanto, no exemplo anterior, não seria possível calcular a massa específica do navio, uma
vez que ele não é homogêneo. Porém, a massa específica do aço, sim, é possível calcular,
uma vez que o prego é homogêneo, ou seja, feito de aço puro. A massa específica é
calculada como:
Sendo m a massa do objeto, medida em quilogramas, e V o volume do objeto, medido em
metros cúbicos. Note, então, que a massa específica trata de elementos e substâncias
específicas, como na tabela abaixo:
Densidade
Boia amarela flutuando na água de uma piscina.
shutterstock.com
Já a densidade diz respeito a objetos homogêneos ou não. Nesse caso, seria possível
calcularmos a densidade do navio, uma vez que não se trata de nenhum material
específico, mas do objeto como um todo, considerando a soma de materiais dos quais ele é
feito. A análise da estrutura de um navio nos mostra que ele possui, estrategicamente, em
seu interior, câmaras cheias de ar, de maneira que, apesar de contar com materiais pesados
na construção de seu casco, tem densidade inferior à da água, de forma que flutue. Essa
14
mesma estratégia é utilizada quando usamos boias em uma piscina: o volume da massa de
ar dentro das boias faz com que nossa densidade fique menor do que a densidade da água,
permitindo flutuarmos na piscina.
A unidade de densidade, no SI, é No entanto, a unidade mais usual é o 
 A relação entre elas é desenvolvida a seguir.
Note que a densidade de um objeto homogêneo e maciço coincide com sua massa
específica.
Exercício resolvido
1.
Um cubo tem aresta de e sua massa é igual a Esse cubo é oco, sendo
que a parte oca tem o formato de um cubo com volume Determine:
a) a densidade do cubo.
b) a massa específica da substância de que é feito o cubo.
Resolução:
a) A densidade é simplesmente a razão entre a massa e o volume do corpo,
sendo ele maciço ou oco. O volume do cubo é: 
b) Para o cálculo da massa específica é necessário retirar o volume da parte oca,
15
que vale usando apenas o volume da substância.
2.
(FATEC – adaptada) A densidade média da água na faixa de 0 a é de 
 Um ser humano consegue flutuar na água sem necessidade de equipamentos. Com
base nessas duas informações, determine, em o volume médio do corpo de um
homem adulto.
Resolução:
Já que o ser humano consegue flutuar na água, sua densidade deve ser considerada
igual à da água. Portanto, Considerando um homem adulto
com tem-se:
Conexões com Canoas e cultura indígena brasileira 
16
►
►
Canoa sendo esculpida em uma comunidade ribeirinha.
Peter Santos Németh / Luiz Bargmann Netto / nupaub.fflch.usp.br
Segundo o Museu Nacional do Mar, o Brasil é o país com a maior variedade de
canoas do mundo. São utilizadas pelos indígenas no litoral, na Amazônia, no Pantanal
e nos rios do interior para pesca, transporte e exploração. As canoas indígenas
brasileiras são monóxilas, ou seja, construídas a partir de um só tronco de árvore.
Entre os diferentes tipos de canoas produzidas pelos indígenas é possível distinguir
dois grandes grupos pela atividade a que se dedicam:
Canoas ribeirinhas: percorrem rios, lagoas, mangues e estuários.
Canoas do litoral: enfrentam as águas mais expostas e revoltas do mar.
Note que as canoas são produzidas a partir da madeira do tronco de árvores,
material com densidades que podem oscilar, sendo mais ou menos densos que a
água. Porém, o conhecimento dos povos indígenas se desenvolveu de maneira a
compreender que algumas árvores tinham madeira mais apropriada para a
construção das canoas, e escavando-se o interior das embarcações, aumenta-se a
flutuabilidade, além de permitir o transporte de peixes e outros materiais.
Pressão hidrostática e Teorema de StevinPressão hidrostática e Teorema de Stevin
17
Nesta página, estudaremos a pressão exercida pelos líquidos, em especial a pressão exercida
pela água, por exemplo, quando estamos em uma piscina ou mergulhando no mar.
Pressão hidrostática
Menino submerso na água de uma piscina, prendendo a respiração
com a mão segurando o nariz.
shutterstock.com
Assim como a pressão atmosférica, a água exerce pressão sobre nossos corpos quando
estamos submersos. Essa pressão é proporcional ao peso da massa de água que está acima
de nós. É por esse motivo que sentimos nossa cabeça ser pressionada quando mergulhamos
muito fundo em uma piscina ou no mar. A pressão relativa entre a pressão hidrostática da
água e nossa pressão interna começa a ficar grande demais, o que causa o mal-estar
conhecido. A seguir, veremos como elaborar teoricamente o conceito de pressão
hidrostática, e em seguida como calcular a pressão a que uma pessoa está submetida ao
submergir em um líquido qualquer. As equações desenvolvidas aqui valem para qualquer
18
fluido em equilíbrio e sob ação da gravidade, porém, abordaremos o caso específico da
água.
Considere que o recipiente abaixo está preenchido com água. A pressão no ponto B – que
está no fundo do recipiente – será proporcional à coluna de água que se encontra acima
desse ponto. Para efeito de cálculo, consideramos uma coluna de água delimitada por um
cilindro de área A, rente ao ponto, e altura h.
(Cores-fantasia; imagem sem escala.)
Portanto, podemos afirmar que a pressão no ponto será:
Para indicar a massa de um líquido, é comum utilizarmos sua densidade:
 
Porém, sabemos que o volume da coluna de líquido pode ser expressa por um cilindro
acima do ponto B. Esse volume é dado por então:
 
Dizemos que a equação acima indica a pressão hidrostática exercida pela coluna de um
líquido sobre um ponto ou objeto posicionado a uma profundidade 
19
•
Lembrando que, no SI, a pressão é medida em também conhecida como
pascal.
Teorema de Stevin
Agora observe o ponto A, acima de B. Percebe-se que ele sofre uma pressão diferente
daquela exercida em B. Podemos determinar a pressão exercida no ponto B como a pressão
exercida no ponto A, acrescida da pressão exercida pela coluna de água entre A e B.
(Cores-fantasia; imagem sem escala.)
Agora considere que o ponto A está, na verdade, na superfície do líquido. Ele não sofre
mais pressão de nenhum volume de água, porém, há ainda a pressão exercida pela
atmosfera sobre o próprio líquido, portanto, podemos reescrever a expressão como:
Sendo h a profundidade a que o ponto B se encontra no recipiente, e a pressão
atmosférica. A expressão acima é conhecida como Teorema de Stevin, ou Lei Fundamental
da Hidrostática.
Algumas consequências diretas do Teorema de Stevin são:
apressão sobre um objeto aumenta conforme aumenta sua profundidade;
20
•
•
objetos que se encontram em um mesmo líquido e estão à mesma profundidade estão
sujeitos à mesma pressão. Essa região é chamada de superfície isobárica;
a pressão aplicada sobre um objeto imerso em um líquido em equilíbrio e sob ação da
gravidade é a mesma em todas as direções.
Exercício resolvido
(Cores-fantasia; imagem sem escala.)
1.
(FGV-SP) Quando o nível do reservatório de água já filtrada em um determinado filtro
supera a altura de relativamente ao nível da torneirinha, a junta de vedação
desta, feita de borracha de silicone, não funciona adequadamente e ocorre
vazamento. Calcule a pressão hidrostática da coluna de água que provoca o
vazamento na torneira.
Resolução:
21
Agora é com você 
Questão 01
Um mergulhador persegue um peixe a abaixo da superfície de um lago. O peixe
foge da posição A e se esconde em uma gruta na posição B, conforme mostra a
figura. A pressão atmosférica na superfície da água é igual a 
a) Qual a pressão sobre o mergulhador?
b) Qual a variação de pressão sobre o peixe nas posições A e B?
Vasos comunicantesVasos comunicantes
22
Conjunto de tubos conectados conhecidos como vasos
comunicantes.
shutterstock.com
Uma aplicação importante do estudo sobre pressão hidrostática e fluidos em equilíbrio está
associada a sistemas de canais e tubulações, por exemplo, de água, e que apresentam
características específicas em relação às grandezas que temos estudado neste capítulo.
Quando se tem um único líquido em equilíbrio contido em uma rede de canais, que
chamaremos aqui de vasos comunicantes, percebe-se que a altura alcançada por esse
líquido nos diferentes canais do sistema é a mesma, não importando o formato de seção do
tubo. E, para todos os pontos do líquido que estão na mesma altura, obtém-se a mesma
pressão. Pelo fato de as superfícies sofrerem a mesma pressão, elas são chamadas de
superfícies isobáricas.
Líquidos imiscíveis
Cilindro transparente contendo água e óleo, separados devido sua
imiscibilidade.
shutterstock.com
23
Quando dois líquidos não se misturam, nós os chamamos de imiscíveis. Alguns exemplos
são água e óleo, água e gasolina, água e diesel etc. Quando dois líquidos imiscíveis são
colocados em um mesmo recipiente, eles se arranjam de tal modo que o líquido de maior
densidade ocupe sempre a parte mais baixa do recipiente, e o de menor densidade ocupe a
parte de cima. A separação entre os dois estará alinhada com a horizontal.
Agora usamos os dois conceitos apresentados, o de superfície isobárica em vasos
comunicantes e o de líquidos imiscíveis, para analisar a seguinte situação: considere que
um sistema de vasos comunicantes, como o apresentado abaixo, contém dois líquidos
imiscíveis em equilíbrio. O primeiro deles, líquido y, preenche a maior parte do recipiente,
enquanto o líquido x preenche um pequeno volume do recipiente. Os dois estão em
equilíbrio, sem se misturar. 
Ilustração de vasos comunicantes. (Cores-fantasia; imagem sem
escala.)
Analisando o equilíbrio hidrostático do sistema, podemos afirmar que a pressão exercida
pelas colunas de líquido nos pontos 1 e 2 é a mesma. Portanto:
Se chamarmos as densidades dos líquidos de teremos:
Igualando as equações:
24
Exercício resolvido
1.
Dois vasos comunicantes contêm, em equilíbrio, mercúrio e óleo.
A superfície livre do mercúrio está acima da superfície de separação entre os
líquidos, e a do óleo, acima da referida superfície. Determine a densidade do
óleo, em 
Ilustração de vasos comunicantes. (Cores-fantasia; imagem sem
escala.)
Resolução:
Sabe-se que os pontos sofrem a mesma pressão, logo:
Agora é com você 
Questão 01
25
A
B
C
D
E
No tubo em U esquematizado, os líquidos A e B, imiscíveis, estão em equilíbrio. Sendo a
massa específica do líquido A igual a determine a massa específica do
líquido B.
Questão 02
Um tubo em U, longo, aberto nas extremidades, contém mercúrio, de densidade 
 Em um dos ramos, coloca-se água, de densidade até ocupar uma
altura de No outro ramo, coloca-se óleo, de densidade que ocupa
altura de O desnível entre as superfícies livres nos dois ramos, em é de:
Líquidos em equilíbrio apresentam um comportamento importante, que é base para a
Princípio de PascalPrincípio de Pascal
26
construção de máquinas hidráulicas. Se aplicarmos uma pressão em um determinado
ponto de um líquido em equilíbrio, essa pressão é transmitida uniformemente a todos os
pontos. Esse fato é conhecido como Princípio de Pascal. Um exemplo simples de aplicação
desse princípio pode ser ilustrado na figura a seguir.
Ilustração de máquina hidráulica. (Cores-fantasia; imagem sem
escala.)
Reprodução
A pressão aplicada no canal da esquerda é descrita pela força aplicada sobre a área 
Essa pressão é transmitida uniformemente por todo o líquido. Como a construção
faz uso de um sistema de vasos comunicantes, sabemos que a pressão transmitida será
equacionada com a área e a força transmitida Dessa maneira, podemos escrever
que:
27
O elevador hidráulico é um ótimo exemplo de aplicação do Princípio
de Pascal no cotidiano.
Reprodução
Perceba que a razão sobre deve ser igual à razão sobre porém, como a área
 é menor que a força deve ser proporcionalmente maior que Em outras
palavras, ao usar um sistema de vasos comunicantes de diferentes diâmetros, é possível
ampliar uma força aplicada. Esse sistema é chamado de prensa hidráulica, e tem
diversas aplicações na ciência e na indústria. Um exemplo dessas aplicações são os
elevadores hidráulicos utilizados em oficinas mecânicas.
Outro exemplo é o sistema de freios a disco, utilizado em automóveis, que também
funciona baseado no Princípio de Pascal. Quando se pressiona o pedal do freio, o líquido
(óleo) é comprimido, gerando um acréscimo de pressão que é distribuído por todo o líquido
até chegar às pastilhas de freio. Então, o disco para e, por consequência, também o pneu, já
que ambos estão ligados mecanicamente por parafusos.
Ilustração de sistema de freios. (Cores-fantasia; imagem sem escala.)
Reprodução
28
Exercício resolvido
1.
(UFC) Um líquido preenche o interior de um macaco hidráulico convencional usado
em postos de lavagem de carros, ligando fisicamente os pistões de áreas a e A.
Considere Que força se deve aplicar no pistão de área a para que o
pistão de área A suporte um peso 
Resolução:
De acordo com o Princípio de Pascal:
(Cores-fantasia; imagem sem escala.)
Considerando-se a força igual ao peso que o pistão maior tem de suportar e
lembrando que tem-se:
Agora é com você 
Questão 01
29
A
B
C
D
E
Dois tubos cilíndricos interligados, conforme a figura, estão cheios de um
líquido incompressível. Cada tubo tem um pistão capaz de ser movido verticalmente e,
assim, pressionar o líquido. Se uma força de intensidade é aplicada no pistão do
tubo menor, conforme a figura, qual a intensidade da força, em newtons, transmitida
ao pistão do tubo maior? Os raios internos dos cilindros são, respectivamente, de 
 e 
Questão 02
O macaco hidráulico consta de dois êmbolos: um estreito, que comprime o óleo, e outro
largo, que suspende a carga. Um sistema de válvulas permite que uma nova quantidade
de óleo entre no mecanismo sem que haja retorno do óleo já comprimido. Para
multiplicar a força empregada, uma alavanca é conectada ao corpo do macaco. 
Tendo perdido a alavanca do macaco, um caminhoneiro de massa usando seu
peso para pressionar o êmbolo pequeno com o pé, considerando que o sistema de
válvulas não interfira significativamente sobre a pressurização do óleo, poderá
suspender uma carga máxima, em de:
Dados: diâmetro do êmbolo menor diâmetro do êmbolo maior 
 aceleração da gravidade 
Ao nadar em uma piscina, tem-se a sensação de que o corpo está mais leve, como se uma
Teorema de ArquimedesTeorema de Arquimedes
30
força o empurrasse para cima. Foi Arquimedes (287-212 a.C.), matemático e engenheiro
grego, quemprimeiro, ao perceber essa sensação, passou a estudá-la. Tal fenômeno ocorre
porque, quando um corpo encontra-se parcial ou totalmente imerso em um líquido, ele
sofre pressões e, consequentemente, a ação de forças. Algo importante para a formulação
do Teorema de Arquimedes é perceber que, ao inserir um objeto dentro de um líquido, uma
pedra na água, por exemplo, o volume de água deslocado para fora do recipiente é igual ao
volume da pedra imersa na água. A partir dessa observação, Arquimedes concluiu que a
força exercida pelo líquido sobre a pedra será proporcional ao peso do volume de água
deslocado.
O volume de água deslocado para fora do recipiente é igual ao
volume da pedra imerso na água.
shutterstock.com
Chamaremos essa força exercida pelo líquido sobre a pedra de empuxo, E, e sua direção
de atuação é vertical, com sentido para cima.
Forças peso (vertical com sentido para baixo) e empuxo (vertical com
sentido para cima), sobre um objeto parcialmente submerso. (Cores-
fantasia; imagem sem escala.)
Indicamos a massa do líquido a partir de sua densidade.
31
Empuxo é uma força, portanto, sua unidade de medida é em newtons.
A definição de empuxo pode ser expressa da seguinte forma:
Todo corpo sólido imerso em um fluido sofre uma força resultante, chamada empuxo,
de direção vertical com sentido de baixo para cima, cujo módulo é igual ao peso do
fluido deslocado.
Exercício resolvido
1.
(UNESP) Considere um saco plástico completamente preenchido com de
gasolina colocado em um tanque com água. Considerando a espessura e a massa do
saco plástico desprezíveis, a massa específica da água e a da
gasolina igual a da massa específica da água, determine:
a) quantos litros de água são deslocados quando o saco com gasolina é colocado no
tanque.
b) quantos litros de gasolina ficam acima do nível da água após o sistema entrar em
equilíbrio.
Resolução:
a) Na situação de equilíbrio do saco plástico, tem-se:
32
Forças peso (vertical com sentido para baixo) e empuxo (vertical
com sentido para cima), sobre um objeto parcialmente
submerso. (Cores-fantasia; imagem sem escala.)
b) O volume total do saco plástico.
Logo, o volume (V) que fica acima do nível da água é:
33
A
B
C
D
E
Agora é com você 
Questão 01
Uma esfera maciça e homogênea flutua na água com de seu volume acima do nível
da água. Qual é a densidade do material do qual é feita a esfera, em 
Questão 02
Um cubo de gelo a preso a uma mola, é totalmente imerso em um recipiente com
água a conforme representado na figura.
À medida que o gelo for se fundindo, pode-se afirmar que:
o comprimento da mola permanecerá constante.
o comprimento da mola irá aumentando.
o comprimento da mola irá diminuindo.
o nível livre da água no recipiente permanecerá inalterado.
o nível livre da água no recipiente irá subindo.
Saiba mais: Eureka! 
34
Arquimedes teria gritado "Eureka!", que em grego significa
"Encontrei", ao ter a ideia do experimento enquanto estava na
banheira.
shutterstock.com
Há uma anedota de como Arquimedes teria desenvolvido o que hoje chamamos de
Princípio de Arquimedes.
Arquimedes, físico, matemático, engenheiro e astrônomo grego, teria sido um dia
convocado pelo rei Hierão, da Sicília, para ajudá-lo a descobrir se o rei havia sido
enganado. A situação era a seguinte: o rei contratou um ourives para fabricar sua
coroa e entregou-lhe uma quantidade de ouro para a confecção desta. Passado algum
tempo, o ourives retornou com a coroa pronta, porém, o rei desconfiou que ele havia
ficado com uma parte do ouro, colocando em seu lugar a mesma massa de prata.
Dessa forma, o rei não poderia descobrir o roubo, uma vez que a massa da coroa
entregue ao rei teria a mesma massa de ouro fornecida ao ourives.
Um dia, Arquimedes tomava banho em uma banheira, quando, observando o nível da
água, teve a ideia que resolveria o problema. Ele percebeu que o volume de água
deslocado, ou seja, que subia na banheira conforme ele afundava, era proporcional
ao volume de seu corpo, que estava imerso na banheira. Dessa forma, concluiu que,
como o ouro e a prata têm densidades diferentes, se a coroa estivesse misturada com
prata, ela até poderia ter a massa correta, porém, teria volume diferente do da
quantidade de ouro que foi entregue ao ourives. Portanto, bastou colocar a coroa em
um recipiente com água, e, em seguida, a mesma quantidade de ouro usada na
confecção da coroa, para concluir que o rei de fato havia sido enganado! 
Fundo do marFundo do mar
35
Ilustração de um batiscafo submergindo em direção à fossa das
Marianas.
shutterstock.com
Que o fundo do mar pode ser surpreendente, tanto pelas cores e formatos de seus corais,
quanto pela variedade e tipos de organismo, é uma informação comum. O que é um
aspecto nem sempre tão conhecido é a geografia do assoalho oceânico. O fundo do mar,
diferente do fundo de uma piscina, que é liso e plano, possui relevos, cavernas, vales e
esconderijos a profundidades que podem chegar a até aproximadamente. É o caso da
Fossa das Marianas, o local mais profundo dos oceanos já mapeado. Localiza-se no Oceano
Pacífico, e foi sondado pela primeira vez pelo batiscafo Triste, em uma visita de vinte
minutos de uma expedição que durou nove horas.
 Glossário
Batiscafo: veículo submersível utilizado principalmente para pesquisa científica ou para
operações de resgate de tripulações em regiões de águas ultraprofundas.
Mão na massa:
grandes profundidades e peixes abissais
 PRÁTICA ATIVA
 
Um dos possíveis mapeamentos da região oceânica é conhecido como zona
pelágica, que se caracteriza como uma escala de profundidade e distinção das
regiões que apresentam, ou não, vida, esse mapeamento está diretamente
Fundo do marFundo do mar
36
relacionado à pressão em cada ponto. Em regiões de grande profundidade, a
vida encontra diversos desafios, sendo os principais a ausência de luz e a alta
pressão hidrostática. Porém, ao contrário do que se pode esperar, há vida
nesses lugares, como os peixes abissais. Esses peixes são capazes de sobreviver
sem a luz do Sol e suportando altíssima pressão. Além disso, são adaptados
para engolir presas com o dobro de seu tamanho, graças à característica
elástica de seu corpo.
Mapa das regiões do oceano em relação à profundidade.
Capmo / Wikimedia Commons
Pensando nisso, elabore uma tabela que estabeleça a relação entre a
profundidade oceânica, a pressão hidrostática e os tipos de organismo
presentes em cada uma das profundidades. Essa tabela tem a intenção de
apresentar a riqueza de vida submarina, conforme a profundidade e a pressão
oceânica aumentam. Segue abaixo algumas dicas para o seu trabalho.
Procedimentos
1.
Essa tabela pode ter um aspecto de "régua", que indica a profundidade, a
intensidade da pressão e qual a região pelágica equivalente, trazendo exemplos
e curiosidades sobre os tipos de organismo que ali se encontram. 
37
A
B
C
D
E
2.
Para o cálculo da pressão em cada profundidade, você deverá utilizar o
Teorema de Stevin.
3.
Pesquise na internet o valor para a densidade da água do mar. A densidade
depende da temperatura, portanto, use um valor médio, mas indique qual é o
valor de temperatura que você escolheu para determinar sua temperatura
média. Atenção: procure sites com credibilidade científica, como os de
universidades e divulgadores de ciência reconhecidos. Se necessário, consulte
seu(sua) professor(a).
 Dica para o(a) professor(a)
Professor(a), essa atividade é o desfecho do capítulo, cujo objetivo está relacionado à
elaboração de tabelas e/ou gráficos com base na Hidrostática. A proposta é que os(as)
estudantes elaborem uma tabela, calculando para cada ponto da zona pelálgica a pressão
hidrostática associada à posição, e indicando os tipos de organismo presentes em cada
região. Essa atividade pode ser desenvolvida em conjunto com a disciplina de Biologia, caso
julgue pertinente e possível, considerando o tempo disponível. Outro aspecto que
destacamos é a possibilidadede explorar a elaboração estética da tabela, sugerimos que
os(as) estudantes sejam estimulados(as) a construir trabalhos que envolvam desenhos,
colagens, entre outros recursos possíveis, para a representação da vida marinha. Desejamos
ótimas aulas!
Questão 01
Em uma proveta que contém de água, é colocada cuidadosamente uma pepita de
ouro com massa de Observa-se que o nível da água aumenta para Qual é a
densidade da pepita?
Pratique: Pratique: hidrostáticahidrostática
38
A
B
C
D
A
B
C
D
E
Questão 02
Em um trabalho artístico impressionista, um escultor, utilizando um material homogêneo de
massa constrói um cubo maciço de lado Para uma exposição é requisitado que ele
construa um cubo com o mesmo material em uma escala maior, onde o lado desse novo
cubo seja A alternativa correta que apresenta a massa, em desse novo cubo é:
Questão 03
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.
Questão 04
Símbolo de beleza e elegância, os sapatos de salto alto são usados e desejados por mulheres
de todas as idades. Todavia, o seu uso excessivo pode trazer sérios riscos à saúde,
associados a alterações de variáveis físicas importantes para o caminhar, como lesões,
lordose (curvatura acentuada da coluna para dentro) e deformidades nos pés, por exemplo.
Na figura ao lado, são apresentados dois modelos (A e B) bastante comuns de sapatos de
39
A
B
C
D
salto alto, ambos número 34.
Assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01. O sapato A permite maior estabilidade no caminhar que o sapato B.
02. A pressão sobre o solo em uma caminhada com o sapato A é maior que com o sapato B,
para uma mesma pessoa.
04. O sapato B permite uma distribuição mais homogênea do peso do corpo, nas partes da
frente e de trás do pé, que o sapato A.
08. Caminhar com sapato de salto alto pode ser comparado a caminhar descendo um plano
inclinado.
16. Com o uso do sapato de salto alto, o centro de gravidade do corpo é deslocado para a
frente em relação a sua posição normal (sem o sapato de salto).
Questão 05
Os caminhões ficam maiores a cada dia devido à necessidade de se transportar cargas cada
vez maiores em menor tempo. Por outro lado, o pavimento (estrada de asfalto ou concreto)
precisa ser dimensionado para que sua resistência seja compatível com a carga suportada
repetidamente. Para um pavimento de boa durabilidade, a pressão de deve ser
suportada. Nessa situação, qual é a máxima massa, em permitida para um caminhão que
possui cinco eixos com dois pneus em cada eixo, cuja área de contato de um pneu é de
Dados: 
40
E
A
B
C
D
E
A
Questão 06
Um dos problemas ambientais vivenciados pela agricultura hoje em dia é a compactação do
solo, devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais pesadas, reduzindo a
produtividade das culturas.
Uma das formas de prevenir o problema de compactação do solo é substituir os pneus dos
tratores por pneus mais
largos, reduzindo a pressão sobre o solo.
estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo.
largos, aumentando a pressão sobre o solo.
estreitos, aumentando a pressão sobre o solo.
altos, reduzindo a pressão sobre o solo.
Questão 07
Nos sistemas esquematizados a seguir, o líquido é o mesmo e as áreas das bases são iguais.
Indique o sistema no qual o fundo corre o maior risco de romper-se.
41
B
C
D
E
Questão 08
Sabe-se que a pressão do sangue corresponde à pressão manométrica, isto é, à diferença
42
A
B
C
D
E
entre a pressão do sangue no interior da artéria e a pressão atmosférica ambiente, e é
medida em centímetros de mercúrio. Supondo que, em média, a pressão arterial de uma
pessoa seja de e sendo a densidade do mercúrio de pode-se
afirmar que a altura mínima, acima do braço do paciente, em que deveria ser colocado um
recipiente de soro para que penetrasse na artéria seria, em metros, é de:
Dado: densidade do soro
Questão 09
O tubo aberto em forma de U da figura contém dois líquidos não miscíveis, A e B,
em equilíbrio. As alturas das colunas de A e B, medidas em relação à linha de separação
dos dois líquidos, valem e respectivamente.
a) Sabendo que a massa específica de A é determine a massa específica do
líquido B.
b) Considerando e a pressão atmosférica igual a determine
a pressão no interior do tubo na altura da linha de separação dos dois líquidos.
Questão 10
Um tubo em U, disposto verticalmente, contém água em seu interior. Considere 
43
A
B
C
D
E
A
B
C
D
E
 
Adiciona-se a um dos ramos do tubo certa quantidade de um líquido não miscível em água,
obtendo-se a situação de equilíbrio representada na figura.
Determine, em a massa específica do líquido adicionado.
Questão 11
Um automóvel percorre consumindo 1 litro de álcool quando se movimenta a 
 Como 1 litro de álcool corresponde a e o álcool apresenta uma
densidade igual a a massa, em gramas, consumida pelo veículo por segundo, é
igual a:
Questão 12
Um vaso comunicante em forma de U possui duas colunas da mesma altura 
 preenchidas com água até a metade. Em seguida, adiciona-se óleo de massa específica igual
a a uma das colunas até a coluna estar totalmente preenchida, conforme a
44
A
B
C
D
E
A
figura B.
A coluna de óleo terá comprimento de:
Questão 13
Segundo Gagliano e Pamplona Filho (2002), o nascimento com vida pode ser identificado
pelo funcionamento do aparelho cardiorrespiratório. Assim, caso ocorra morte antes ou
durante o parto, é possível provar se houve ou não o nascimento com vida, através, por
exemplo, do exame de docimasia hidrostática de Galeno, que verifica se há ar nos pulmões
da criança. Se o sujeito respirou, mesmo que por poucos segundos, então nasceu com vida e
adquiriu a personalidade civil (o que, por exemplo, influencia imensamente na questão dos
direitos sucessórios).
Revista de Ciências Jurídicas e Sociais. UNIPAR, dez. 2008. Disponível em:
.
Hélio Gomes leciona que, dentre todas as docimasias respiratórias pulmonares, a mais
antiga e de uso mais difundido é, sem dúvida, a docimasia hidrostática de Galeno. É
também a melhor, pela facilidade de execução e de interpretação dos resultados. Esta
docimasia baseia-se na densidade pulmonar, e explica-se pelo fato de que o pulmão que
não chegou a respirar possui densidade maior que a água. Já o pulmão que respirou, de
forma contrária, possui densidade menor.
Disponível em: .
Interpretando os textos e relacionando-os com seus conhecimentos de hidrostática,
concluímos que:
o pulmão sempre vai afundar quando colocado na água, quer tenha respirado, quer
não; logo, é impossível determinar se o sujeito nasceu com vida e se adquiriu
45
B
C
D
E
A
B
C
D
E
personalidade civil.
o pulmão sempre vai flutuar quando colocado na água, quer tenha respirado, quer
não; logo, é impossível determinar se o sujeito nasceu com vida e se adquiriu
personalidade civil.
o pulmão que respirou sempre afunda, o que comprova que o sujeito nasceu com
vida e adquiriu personalidade civil.
se o pulmão afundar, quando colocado em água, fica comprovado que o sujeito
nasceu com vida e adquiriu personalidade civil.
se o pulmão flutuar, quando colocado em água, fica comprovado que o sujeito nasceu
com vida e adquiriu personalidade civil.
Questão 01
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-se a aceleração gravitacional igual a e a massa
específica da água igual a a variação da pressão hidrostática
correspondente auma coluna de de é:
Questão 02
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.
Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água (T) em função
da profundidade (d), a partir da superfície como no caso ilustrado no gráfico a
seguir (dados adaptados).
Pratique: Pratique: Vestibulares e EnemVestibulares e Enem
46
A
B
C
D
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 
 
 
 
 
Questão 03
Entre alguns efeitos fisiológicos da variação da pressão, podem-se citar a necessidade de
equalização das pressões nos dois lados dos tímpanos de um mergulhador, para se evitar
ruptura, e o efeito da postura na pressão sanguínea. A girafa, por exemplo, por ser um
animal com altura média de e ter o coração localizado a, aproximadamente, 
abaixo da cabeça, sofre significativas variações na pressão arterial, quando o animal deita,
levanta ou abaixa a cabeça.
Julgue os itens a seguir, considerando os seguintes dados:
47
1.
Sabendo que os pulmões de uma pessoa podem funcionar sob uma diferença de pressão de
até da pressão atmosférica, então, se usar apenas um tubo que lhe permita respiração
via oral, um mergulhador poderá permanecer submerso, com segurança, a uma
profundidade aproximada de 
2.
Se um tanque para mergulho, com capacidade para contém ar sob uma pressão de 
 então, o volume de ar à pressão atmosférica necessário para enchê-lo será
superior a 
3.
Em uma girafa de altura média, a diferença de pressão hidrostática sanguínea entre o
coração e a cabeça é igual à existente entre o coração e os pés.
4.
A diferença de pressão hidrostática sanguínea entre a cabeça e os pés de uma girafa de
altura média é superior a 
Questão 04
Os estudos de hidrostática de Arquimedes (288-212 a.C.) levaram à conclusão de que corpos
imersos num 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 de manter-se a uma mesma profundidade e de aproximar-se da superfície,
tendendo a ficar no fundo.
48
A
B
C
D
E
Para o peixe, nessas condições, podemos concluir corretamente que o:
seu peso é nulo.
empuxo é nulo.
empuxo é maior que seu peso.
empuxo é igual ao seu peso.
empuxo é menor que seu peso.
Questão 05
Para aumentar a pressão hidrostática (quando a água não está escoando nos canos) em um
chuveiro conectado a uma caixa d'água, você sugeriria:
I – Aumentar o diâmetro da tubulação que vai desde a caixa d'água até o chuveiro.
II – Deslocar horizontalmente a caixa d'água de modo a deixá-la a mais próxima possível do
49
A
B
C
D
E
A
B
chuveiro.
III – Deslocar verticalmente para cima a caixa d'água.
IV – Aumentar o comprimento da tubulação que vai da caixa d'água até o chuveiro.
Está(ão) correta(s):
I, apenas.
II, apenas.
III, apenas.
IV, apenas.
II e IV, apenas.
Questão 06
Um desafio prático e muito comum nas residências é a obtenção de uma pressão maior da
água nos pontos onde serão instaladas as torneiras, chuveiros etc. Para aumentar a pressão
hidrostática (quando a água ainda não está saindo da torneira), muitas sugestões são dadas.
Algumas delas estão listadas a seguir. Examine-as.
I) Substitua a caixa d'água por uma maior, não importando a forma ou as dimensões da
caixa, desde que possa conter um volume maior de água que antes. O peso adicional da
água dará uma pressão maior em toda a tubulação hidráulica.
II) Aumente o comprimento da tubulação colocando a caixa d'água o mais longe possível da
saída de água em que se deseja aumentar a pressão. Desta maneira os canos reterão uma
maior massa de água e, então, ao abrir uma torneira, a sua energia de movimento fará a
pressão aumentar.
III) Pode usar até uma caixa d'água menor, mas erga-a colocando-a o mais alto possível em
relação ao ponto em que se deseja aumentar a pressão. Dessa forma, a pressão hidrostática
aumentará.
Das sugestões fornecidas, é(são) correta(s):
todas elas.
apenas I, e II.
50
C
D
E
apenas a III.
apenas II e III.
apenas a II.
Questão 07
O mergulho autônomo é uma atividade esportiva praticada nas cidades litorâneas do Brasil.
Na sua prática, mergulhadores, que levam cilindros de ar, conseguem atingir profundidades
da ordem de dezenas de metros.
A maior parte do corpo do mergulhador suporta bem as pressões em tais profundidades,
mas os pulmões são muito comprimidos e, portanto, ficam sujeitos a fortes estresses. Assim,
existe um limite máximo de profundidade a partir do qual é possível ao mergulhador voltar
rapidamente à superfície sem que o processo compressão-descompressão do seu pulmão
leve ao colapso dos alvéolos pulmonares e até a hemorragias fatais.
Note e adote:
Lei fundamental da hidrostática 
51
A
B
C
D
E
Lei de Boyle, 
Aceleração da gravidade, 
Considere a densidade da água do mar, 
Pressão atmosférica ao nível do mar, 
Considerando o volume do pulmão ao nível do mar, onde a pressão atmosférica é e
supondo que os pulmões do mergulhador obedecem à lei geral dos gases a temperatura
constante:
7.a)
determine o valor da pressão sobre o mergulhador, quando ele se encontra a uma
profundidade de 
7.b)
verifique se o mergulhador poderá ultrapassar a profundidade de sabendo que o
limite máximo de contração do pulmão, sem que este sofra danos, é 25% do volume do
pulmão na superfície. Justifique sua resposta.
Questão 08
Pelos estudos de hidrostática, sabe-se que a pressão na superfície da água no mar é de 
(atmosfera). Sabendo-se também que a pressão da água no mar varia com a profundidade e que, a
cada de profundidade, a pressão sofre um acréscimo de a expressão que dá a
pressão (em atmosferas) em função da profundidade (em metros) é:
Questão 09
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.
52
A
B
C
Sabe-se que a bola possui massa de e volume de 
Determine, em newtons, a tração exercida pelo fio.
Questão 10
O gráfico apresenta a variação de três parâmetros (pressão hidrostática média; área da
secção transversal dos vasos; velocidade de percurso) ao longo da circulação sanguínea no
organismo humano.
Com base no gráfico e outros conhecimentos sobre o assunto, assinale a afirmação
incorreta.
A queda na velocidade de percurso ao longo dos capilares é determinada pela queda
da pressão osmótica ao longo dos mesmos.
A queda de pressão ao longo dos capilares pode ser influenciada pelo
extravasamento de líquidos através das fenestras (aberturas) entre as células
endoteliais.
A redução da pressão sanguínea entre a aorta e os capilares é influenciada pelo
aumento na área da secção transversal dos vasos.
53
D
A
B
C
D
E
O sentido de condução venoso é determinado pela presença de válvulas e o fluxo é
favorecido pela contração da musculatura esquelética.
Questão 11
No estudo da hidrostática, a teoria dos vasos comunicantes define que:
fluidos com alta velocidade geram menor pressão atmosférica.
um líquido demenor densidade afunda em contato com outro de maior densidade,
no mesmo recipiente, sendo ambos imiscíveis.
dois líquidos imiscíveis, de densidades distintas, em um tubo sob o formato U, ficam
em níveis de altura diferentes nas superfícies dos orifícios do tubo.
o empuxo é igual ao volume do fluido deslocado pelo corpo imerso, total ou
parcialmente, nesse fluido.
a pressão da água, em qualquer nível de profundidade, é constante em toda situação
na atmosfera terrestre.
Questão 12
Leia o texto a seguir sobre a descoberta do local em que o Titanic se encontra até os dias
de hoje.
Nos finais de 1970 e início de 1980, um empresário norte-americano patrocinou diversas
expedições para tentar localizar o Titanic, mas nenhuma delas teve êxito. Somente em 1º de
setembro de 1985, numa expedição oceanográfica franco-estadunidense, o Dr. Robert
Ballard (hoje com 76 anos) descobriu os destroços do Titanic, submersos a metros de
profundidade, ao sul dos Grandes Bancos de Newfoundland.
54
A
B
A
B
Note e adote:
Julgue os itens.
12.a)
À medida que o Titanic afundava, a pressão sobre seu casco aumentou de forma
diretamente proporcional à profundidade em que ele se encontrava (considerando
constante a densidade da água do mar).
Certo.
Errado.
12.b)
A pressão absoluta no local onde o Titanic se encontra até hoje é de aproximadamente 
 
Certo.
Errado.
55
A
B
A
B
A
B
12.c)
A pressão efetiva de uma coluna de de água corresponde a 
Certo.
Errado.
12.d)
O empuxo depende da densidade do corpo imerso no fluido – no caso, o Titanic imerso na
água.
Certo.
Errado.
12.e)
O Titanic possui uma altura de aproximadamente mas, como está submerso, a
pressão hidrostática exercida sobre a embarcação em diferentes pontos de profundidade é a
mesma.
Certo.
Errado.
Questão 13
Na figura, está representado um recipiente rígido, cheio de água, e conectado a uma seringa
S. e são pontos no interior do recipiente.
Se a pressão que o êmbolo da seringa exerce sobre o líquido tiver um aumento a
variação de pressão hidrostática nos pontos e será, respectivamente, igual a:
56
A
B
C
D
E
A
B
A
B
A
B
 
 
 
Questão 14
Julgue os itens que se seguem.
14.a)
Sabendo-se que a densidade do gelo é de e que a densidade da água do mar é
de conclui-se que apenas 8% do volume total de um iceberg fica acima da
superfície da água.
Certo.
Errado.
14.b)
A pressão exercida pela água da represa na barragem de uma usina hidroelétrica depende
da profundidade do lago, na face vertical da barragem, e da extensão do lago.
Certo.
Errado.
14.c)
A pressão do ar na parte superior das asas de um avião que está ganhando altura é
necessariamente menor que na parte inferior.
Certo.
Errado.
57
A
B
A
B
A
B
14.d)
Um submarino submerso, sem contato com o fundo do oceano, sofre uma pressão
hidrostática na parte inferior menor que a pressão na parte superior.
Certo.
Errado.
Questão 15
Um estudante de Física estava com muitas dúvidas sobre hidrostática, em especial no que
diz respeito à lei de Arquimedes, que explica o comportamento das forças de impulsão
aplicadas por meios fluidos sobre objetos totalmente ou parcialmente submersos. Para pôr
em prática os conhecimentos que havia adquirido em suas últimas aulas, o estudante
encheu totalmente um saquinho plástico com água, amarrou sua abertura com um barbante
e o afundou em uma piscina olímpica de saltos, mantendo-o a uma certa profundidade,
sempre segurando a outra extremidade do barbante. Considerando a água do saquinho e a
água da piscina igualmente puras e incompressíveis, e, ainda, desprezando as massas e
elasticidades do saquinho e do barbante, julgue os itens que se seguem, sobre os resultados
dessa experiência.
15.a)
Para que o saquinho com água se mantenha em repouso, a um metro de profundidade, o
estudante nem sequer precisa ficar segurando o barbante.
Certo.
Errado.
15.b)
Quanto maior a profundidade em que se encontra o saquinho com água, maior a força que
o estudante deve aplicar ao barbante para manter o saquinho em equilíbrio.
Certo.
Errado.
58
A
B
A
B
•
•
•
•
15.c)
Se o estudante deixar o saquinho com água em um freezer, até que a água em seu interior
solidifique, e, logo em seguida, o abandonar imerso na água da piscina, então o saquinho
com gelo, se mantendo sólido, afundará até bater no fundo da piscina.
Certo.
Errado.
15.d)
Se a água da piscina fosse trocada por água do mar (salgada), o saquinho com água
abandonado em seu interior viria à superfície e ficaria flutuando com parte de seu volume
fora da água da piscina.
Certo.
Errado.
Pressão média é uma grandeza escalar, definida como a divisão da força 
exercida sobre a área de contato do corpo com a superfície:
 Sua unidade no SI é Pascal
Massa específica é a grandeza física que indica a "densidade específica" de
determinada substância ou material. Essa grandeza leva em conta a homogeneidade
do objeto, portanto, espaços vazios dentro do objeto ou misturas de substâncias devem
ser excluídos do cálculo. Definimos a massa específica como Sua unidade no SI
é porém, é comum encontrar medidas em 
Densidade trata de objetos homogêneos ou não. Portanto, consideramos a presença de
espaços vazios e mistura de elementos no cálculo. Definimos densidade como 
Sua unidade no SI é porém, é comum encontrar medidas em 
Pressão hidrostática é a pressão exercida por uma coluna de líquido, sendo
proporcional ao peso do líquido acima de um ponto submerso. Definimos a pressão
hidrostática como Sua unidade no SI é Pascal
ResumoResumo
59
•
•
•
•
Teorema de Stevin é a soma das pressões exercidas pela atmosfera e por
uma coluna de líquido. É definido como: Sua unidade no SI é Pascal
Líquidos imiscíveis são líquidos que não se misturam, por exemplo, água e óleo.
Quando juntamos dois líquidos com essa característica em um sistema de vasos
comunicantes em equilíbrio, podemos estabelecer a seguinte relação entre suas
densidades e colunas de líquido:
Vasos comunicantes contendo um mesmo líquido em equilíbrio, porém com canais
que possuem diâmetros diferentes, são chamados de prensa hidráulica, e têm a
capacidade de ampliar uma força aplicada. A relação entre as forças e áreas é
expressa da seguinte forma:
Corpos submersos em um líquido estão sujeitos à ação de uma força vertical de
sentido para cima denominada empuxo. Essa força é proporcional ao peso do volume
de água que o objeto deslocou ao ser submerso, e é expressa da seguinte forma:
 Sua unidade no SI é o newton 
60
A
B
C
D
E
A
B
QUESTÕES EXCLUSIVASQUESTÕES EXCLUSIVAS
Questão 01
CPS
Um paralelepípedo homogêneo de madeira,de altura igual a e área da base igual a
apresenta de massa.
Lembre-se da densidade da água: 
Podemos afirmar que o paralelepípedo, quando colocado na água,flutuará, pois sua
densidade é
menor que a da água e vale
menor que a da água e vale
menor que a da água e vale
igual à da água e vale 
maior que a da água e vale
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Questão 02
UFTPR
O mercúrio é um metal que possui densidade de em condições normais.
Dessa forma, um volume de litro ( desse metal) tem massa, em quilogramas, igual
a:
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D
E
C
A
B
C
D
E
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Questão 03
Com o objetivo de encontrar grande quantidade de seres vivos nas profundezas do mar,
pesquisadores utilizando um submarino chegaram até a profundidade de no
Platô de São Paulo. A pressão interna no submarino foi mantida igual à pressão
atmosférica ao nível do mar.
Considere que a pressão atmosférica ao nível do mar é de que a
aceleração da gravidade é e que a densidade da água seja constante e igual a 
 Com base nos conceitos de hidrostática, assinale a alternativa que indica
quantas vezes a pressão externa da água sobre o submarino, naquelaprofundidade, é
maior que a pressão no seu interior, se o submarino repousa no fundo do platô.
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Questão 04
Observe o aumento da profundidade de prospecção de petróleo em águas brasileiras
com o passar dos anos, registrado na figura a seguir.
62
A
B
C
D
E
A
B
Considerando que a cada a pressão hidrostática aumenta, aproximadamente, 
 e levando em consideração os dados apresentados, calcule, em a diferença
entre a pressão correspondente à profundidade de prospecção de petróleo alcançada no
ano de e aquela alcançada em 
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Questão 05
A pressão atmosférica no nível do mar vale Se uma pessoa que estiver nesse
nível mergulhar em uma piscina, estará submetida a um aumento de pressão da
ordem de
63
C
D
E
A
B
C
D
E
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Questão 06
Fossas abissais ou oceânicas são áreas profundas do piso submarino. A maior delas é a
Depressão Challenger, na Fossa das Marianas, com metros de profundidade e
temperatura da água variando entre e 
De acordo com o texto, pode-se dizer que a pressão total sofrida por um corpo que
esteja a uma altura de acima do solo dessa depressão e a variação de
temperatura na escala absoluta (Kelvin) valem, respectivamente,
 e 
 e 
 e 
 e 
 e 
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Questão 07
O “volume morto” de um reservatório corresponde à parcela de água que está
localizada abaixo das comportas que controlam o fluxo de abastecimento. Normalmente,
se o nível do reservatório não sofrer grandes oscilações, essa parcela de água não é
renovada, acumulando uma grande quantidade de lodo, lixo e agentes tóxicos. Por esse
64
A
B
C
D
E
motivo, a densidade da água do volume morto é maior do que a da água do volume
útil. Qual dos gráficos a seguir melhor representa a pressão total (hidrostática +
atmosférica) em função da profundidade, desde a superfície até o fundo do volume
morto do reservatório ilustrado no texto?
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Questão 08
65
A
B
C
D
Uma das grandes aplicações práticas da hidrostática é o chamado elevador hidráulico, muito
utilizado nas oficinas mecânicas, conforme mostra a figura. Em certa oficina, um técnico colocou
um compressor capaz de exercer uma força de sobre o topo do êmbolo menor de um
elevador hidráulico. Com isso, verificou que essa força do compressor foi suficiente para elevar
um corpo de em um local em que a aceleração da gravidade vale 
Assim, o técnico verificou que a razão entre as áreas das seções retas dos êmbolos maior e
menor em contato com o fluido vale
20.
30.
40.
50.
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Questão 09
UFMG
A figura a seguir mostra três vasos, , cujas bases têm a mesma área. Os
vasos estão cheios de líquidos, até uma mesma altura. As pressões no fundo
dos vasos são , respectivamente.
66
A
B
C
D
E
A
B
C
Com relação a essa situação, é correto afirmar que
 somente se os líquidos forem idênticos.
 quaisquer que sejam os líquidos .
 somente se os líquidos forem idênticos.
 quaisquer que sejam os líquidos .
 quaisquer que sejam os líquidos .
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Questão 10
Uma empresa de abastecimento de água está estudando o local onde deve colocar um
reservatório, para eliminar problemas de abastecimento e racionamento em determinada região.
A geografia de conjuntos residenciais dessa região é representada por cinco casas, conforme
mostra a imagem a seguir. Com esse estudo, a empresa deve decidir os parâmetros
fundamentais para que a água chegue em todas as residências.
A altura fundamental que deve ser considerada para calcular a possibilidade de chegar água em
todas as residências com um valor mínimo de pressão é
.
.
67
ED
A
B
C
D
E
.
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Questão 11
Submarinos possuem tanques de lastro que podem estar cheios de água ou vazios.
Quando os tanques estão vazios, o submarino flutua na superfície da água, com parte do
seu volume acima da superfície. Quando os tanques estão cheios de água, o submarino
flutua em equilíbrio abaixo da superfície.
Comparando os valores da pressão ( ) no fundo do submarino e do empuxo ( ) sobre
o submarino quando os tanques estão cheios ( , ) com os valores das mesmas
grandezas quando os tanques estão vazios ( , ), é correto afirmar que
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Questão 12
68
A
B
C
D
E
Considere um cubo imerso em água, conforme a figura a seguir:
No ponto destacado de uma das faces desse cubo, há uma força que se deve à pressão
hidrostática exercida pela água. Assinale o vetor que representa melhor essa força.
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Questão 13
O coração é uma “bomba” muscular que, no homem, pode exercer uma pressão
manométrica máxima de cerca de no sangue durante a contração (sístole) e
de cerca de durante o relaxamento (diástole). Devido à contração do músculo
cardíaco, o sangue sai do ventrículo esquerdo, passa pela aorta e pelas artérias,
seguindo em direção aos capilares. Dos capilares venosos, o sangue segue para as veias
e chega ao átrio direito com uma pressão quase nula.
Disponível em: . Acesso em: 20 maio 2014. (adaptado)
69
A
B
C
D
E
A
B
Para uma pessoa de por exemplo, pode-se admitir a diferença de pressão hidrostática
entre a cabeça e os pés como sendo 
Adotando e a densidade do sangue como sendo (valor arredondado), é
possível afirmar que essa diferença de pressão para uma pessoa de corresponderá à
pressão de uma coluna d’água de, aproximadamente,
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Questão 14
Embora os seres humanos não possam suspender a respiração por mais de alguns minutos,
mamíferos mergulhadores, patos e tartarugas podem fazê-lo por mais tempo.
O gráfico mostra parte do registro de mergulhos de um elefante-marinho fêmea a quem se
prendeu um radiotransmissor.
ASHCROFT, Frances M. A vida no limite: a ciência da sobrevivência. Rio de Janeiro: Jorge Zahar Editor.
O gráfico apresentado revela que a duração do mergulho mais longo, e a máxima pressão sobre
o elefante-marinho durante os mergulhos registrados foram, respectivamente, iguais a
cerca de 0,5 h e 25 atm.
cerca de 1,0 h e 25 atm.
70
C
D
E
A
B
C
D
E
cerca de 1,0 h e 81 atm.
cerca de 2,0 h e 25 atm.
cerca de 2,0 h e 81 atm.
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Questão 15
Geralmente, nas obras de construção civil, a referência de nível é constituída a cerca de
 do nível do piso, sendo transportada desta maneira a todas as paredes de uma
edificação. As alturas de uma alvenaria são marcadas com o nivelamento, além dos vãos
de portas e janelas. Também se consegue obter, com o nivelamento, a marcação correta
do piso e do contrapiso.
A ferramenta mais comum utilizada para realizar a operação de nivelamento é a
mangueira de nível. [...]
Este é o método utilizado para medir toda a obra, desde a marcação até o nivelamento
dos pisos, batentes, azulejos etc.
NIVELAMENTO e procedimento para uso da mangueira de nível. Portal Educação. 11 abr. 2013.
Disponível em: .