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Física II – Aula 01 - Conceitos de densidade e pressão , Equação de um fluido em repouso 1 A janela de uma casa possui dimensões iguais a 3,0 m × 2,0 m. Em função de um vento forte, a pressão do lado de fora da janela caiu para 0,96 atm, enquanto a pressão do lado interno manteve-se em 1 atm. O módulo (expresso em 104 N) e o sentido da força resultante sobre a janela é igual a: Dado: 1 atm = 1 × 105 N/m2 a) 6,0; de dentro para fora; b) 4,5; de fora para dentro; c) 2,4; de dentro para fora; d) 9,6; de dentro para fora; e) 2,0; de fora para dentro. 2 Um motorista pára em um posto e pede ao frentista para regular a pressão dos pneus de seu carro em 25 “libras” (abreviação da unidade “libra força por polegada quadrada” ou “psi”). Essa unidade corresponde à pressão exercida por uma força igual ao peso da massa de 1 libra, distribuída sobre uma área de 1 polegada quadrada. Uma libra corresponde a 0,5 kg e 1 polegada a 25 x 10–3 m, aproximadamente. Como 1 atm corresponde a cerca de 1 x 105 Pa no SI (e 1 Pa = 1 N/m2), aquelas 25 “libras” pedidas pelo motorista equivalem aproximadamente a: a) 2 atm b) 1 atm c) 0,5 atm d) 0,2 atm e) 0,01 atm 3 Dois litros de um líquido com densidade igual a 0,500 g/cm3 são misturados a 6 (seis) litros de outro líquido com densidade igual a 0,800 g/cm3. Se na mistura não ocorreu contração de volume, determine, em g/cm3, qual a densidade do líquido resultante da mistura acima descrita. a) 0,725 b) 0,300 c) 0,415 d) 0,375 e) 0,615 4 Duas esferas A e B, de mesma massa, mas de volumes diferentes, quando colocadas num tanque com água, ficam em equilíbrio nas posições indicadas: Com relação a essa situação são feitas as seguintes afirmações: I. Os pesos das duas esferas têm a mesma intensidade. II. As densidades das duas esferas são iguais. III. As duas esferas recebem da água empuxos de mesma intensidade. Dentre essas afirmações está(ão) correta(s) apenas: a) a I. b) a II. c) a III. d) I e II. e) I e III. 5 Um recipiente cilíndrico de 60 cm de altura e base com 20 cm de raio está sobre uma superfície plana horizontal e contém água até a altura de 40 cm, conforme indicado na figura. Imergindo-se totalmente um bloco cúbico no recipiente, o nível da água sobe 25%. Considerando π igual a 3, a medida, em cm, da aresta do cubo colocado na água é igual a: 6 Um corpo está ligado ao teto por um fio, o qual está sendo tracionado por uma força de intensidade T = 100 N. Posteriormente, o corpo é colocado dentro de um recipiente com água, cuja densidade é 1000 kg/m3, fazendo deslocar 1000 cm3 de água. Se o corpo permanecer em equilíbrio durante todo o experimento e a massa do fio for desprezível, a tração no fio, na segunda situação, será igual a: a) 80 N b) 90 N c) 100 N d) 110 N e) 120 N 7 Um tubo em U, aberto em ambos os ramos, contém dois líquidos não miscíveis em equilíbrio hidrostático. Observe, como mostra a figura, que a altura da coluna do líquido (1) é de 34 cm e que a diferença de nível entre a superfície livre do líquido (2), no ramo da direita, e a superfície de separação dos líquidos, no ramo da esquerda, é de 2,0 cm. Considere a densidade do líquido (1) igual a 0,80 g/cm3.Calcule a densidade do líquido (2) 8 Um mergulhador cuidadoso mergulha, levando no pulso um aparelho capaz de registrar a pressão total a que esta submetido. Em um determinado instante, durante o mergulho, o aparelho está marcado 1,6 x 105 N/m2. Sabendo que o organismo humano pode ser submetido, sem conseqüências danosas, a uma pressão de 4 x 105 N/m2, o mergulhador poderá descer, além do ponto em que se encontra, mais: Para resolver a questão, considere os seguintes dados: • massa específica da água = 1 g/cm3 • pressão atmosférica = 105 N/m2 • aceleração da gravidade = 10 m/s2 a) 36 m b) 6 m c) 30 m d) 16 m e) 24 m 9 A figura representa uma prensa hidráulica. Área da secção A = 1 m2 Área da secção B = 0,25 m2 Determine o módulo da força F aplicada no êmbolo A, para que o sistema esteja em equilíbrio. a) 800 N d) 3200 N b) 1600 N e) 8000 N c) 200 N 10 Um adestrador quer saber o peso de um elefante. Utilizando uma prensa hidráulica, consegue equilibrar o elefante sobre um pistão de 2000 cm2 de área, exercendo uma força vertical F equivalente a 200 N, de cima para baixo, sobre o outro pistão da prensa, cuja área é igual a 25 cm2 . Calcule o peso do elefante Gabarito 1 c 2 a 3 a 4 e 5 d 6 b 7 13,6g/cm3 8 e 9 d 10 1,6 x 104N
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