FÍSICA I CAP.07 EXERCÍCIOS RESOLVIDOS

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Física I 
Caderno de exercícios 
 
Capítulo 7 
 
 
 
1. O bíceps de certo homem tem área máxima de seção reta igual a 12 cm2. Qual a 
tensão no músculo se a força que estiver exercendo for de 300 N? 
 
Para o cálculo da tensão, podemos usar a seguinte relação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. Um cilindro tem 5 cm2 como área da base e 20 cm de altura, sendo sua massa 
igual a 540 g. Esse cilindro é oco, tendo a parte oca central a forma de um 
paralelepípedo de volume 64 cm
3
. Determine a densidade do cilindro e a massa 
específica da substância de que é feito. 
 
Para o calculo da densidade é necessário calcularmos primeiro o volume do cilindro: 
 
 
 
 
Para a densidade: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para calcularmos a massa específica da substância, precisamos considerar apenas o volume 
ocupado pela substância, assim precisamos descontar o volume da parte oca: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3. Misturam-se volumes iguais de dois líquidos de densidades d1 = 0,4 g/cm
3
 e 
d2 = 0,6 g/cm
3
. Determine a densidade da mistura, suposta homogênea. 
 
Para uma mistura homogênea, formada por duas substâncias de volumes iguais, temos a 
seguinte relação: 
 
 
 
 
 
 
Para cada uma das misturas temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Substituindo na primeira equação: 
 
 
 
 
 
 ( )
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4. Determine a densidade de uma mistura homogênea em massas iguais de dois 
líquidos de densidade 0,3 g/cm
3
 e 0,7 g/cm
3
. 
 
Para uma mistura homogênea, formada por duas substâncias de massas iguais, temos a seguinte 
relação: 
 
 
 
 
 
 
Para cada uma das misturas temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Substituindo na primeira equação: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (
 
 
 
 
 
)
 
 
 
 
 
(
 
 
 
 
 
)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5. Determine a pressão no fundo de um reservatório, com água a uma altura de 10 
m e densidade de 1 g/cm
3
. A pressão atmosférica local é de 1 atm. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Óleo e água têm densidades de, 0,8 g/cm3 e 1 g/cm3, respectivamente, são 
colocados em um sistema de vasos comunicantes. Sendo 26 cm a altura da 
coluna de óleo, determine a altura da coluna de água medida acima do nível de 
separação entre os líquidos. 
 
Sendo o liquido 1 o óleo e o líquido 2 a água, temos para estas situação a relação de que dois 
pontos situados na mesma horizontal, possuem pressões iguais, portanto podemos igualar a 
pressão nestes dois pontos: 
 
 
 
 
 
 
 
Cancelando as pressões atmosféricas e a gravidade, pois possuem o mesmo valor, temos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7. Três líquidos imiscíveis de diferentes densidades se dispõem em um tubo em U. 
Sendo 0,6 g/cm
3
 a densidade do líquido menos denso e 2,5 g/cm
3
 a densidade do 
líquido mais denso, determine a densidade do terceiro líquido. 
 
 
Dois pontos na mesma horizontal tem a mesma pressão, então podemos igualar as pressões: 
 
 
 
 
 
Cancelam-se as pressões atmosféricas, pois possuem o mesmo valor, temos então: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8. Um elevador hidráulico de automóveis é acionado através de um cilindro que 
tem raio de 2 cm. O automóvel a ser elevado tem massa de 1.500 kg e está sobre 
um êmbolo de raio 20 cm. Determine a intensidade da força que deve ser 
aplicada no êmbolo menor para elevar o automóvel. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9. Um balão de hélio de peso igual a 400 N está preso a um fio, em equilíbrio 
estático vertical. Seu volume é 50 cm
3
. Determine o empuxo exercido pelo ar 
sobre o balão e a tração do fio. Dado dar = 1,2 kg/m
3
. 
 
Para o cálculo do empuxo temos: 
 
 
 
 
 
Para o cálculo da tração, precisamos pensar no diagrama de forças que agem sobre o corpo, 
neste caso temos, o empuxo agindo para cima e a força de tração e a força peso agindo para 
baixo, logo podemos escrever a equação da seguinte maneira: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10. Um corpo está preso a uma mola nãodeformada e a um fio de peso desprezível. 
Seu volume é de 20 litros e está totalmente imerso em água. A constante elástica 
da mola é 50 N/cm. Na figura b o fio foi cortado e o corpo atingiu o equilíbrio, 
deformando a mola em um comprimento x. Determine esse comprimento. 
(Dados: dágua = 1 kg/l ; g = 10 m/s
2
 ; massa do corpo = 8 kg) 
 
 
 
Para esta situação temos: 
 
 
 
 
Pensado no diagrama de forças que agem sobre o corpo temos, o empuxo para cima e o peso e 
a força para baixo, como a força está sendo exercida por uma mola, temos então neste caso uma 
força elástica, que é explicada pela lei de Hooke : F = - k . x. 
 
 
 
 
 
A força elástica é dada por: 
 
 
 
 
 
 
 
O sinal negativo apenas indica o sentido da força, que no caso da força elástica é contrária ao 
movimento.