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proenem.com.br GRANDEZAS HIDROSTÁTICAS - PRINCÍPIO DE PASCAL EXERCÍCIOS DE FÍSICA 1. (Ufsm 2015) Uma expedição científica realizada no oceano Pacífico teve o propósito de coletar dados de pressão da água em função da profundidade. Foram escolhidos três locais distantes entre si, onde não havia vento e o mar era calmo. Nos três sítios, verificou-se que o módulo da aceleração gravitacional bem como a temperatura da água apresentaram os mesmos valores. Os resultados obtidos são apresentados no gráfico a seguir, onde as retas A e B são paralelas. Com base nesses resultados, analise as afirmações a seguir. I. A pressão atmosférica ao nível do mar em A é maior do que em B. II. A massa específica da água em B é maior do que em C. III. O módulo do empuxo experimentado por um corpo completamente submerso em A é maior do que em B. Está(ão) correta(s) a) apenas II. b) apenas III. c) apenas I e II. d) apenas I e III. e) I, II e III. 2. (Upe 2015) Considere as afirmações a seguir que analisam a situação de um carro sendo erguido por um macaco hidráulico. I. O macaco hidráulico se baseia no princípio de Arquimedes para levantar o carro. II. O macaco hidráulico se baseia no princípio de Pascal para levantar o carro. III. O macaco hidráulico se baseia no princípio de Stevin para levantar o carro. IV. O princípio de funcionamento do macaco hidráulico se baseia em uma variação de pressão comunicada a um ponto de um líquido incompressível e, em equilíbrio, é transmitida integralmente para todos os demais pontos do líquido e para as paredes do recipiente. V. O princípio de funcionamento do macaco hidráulico se baseia em uma variação de pressão comunicada a um ponto de um líquido incompressível e, em equilíbrio, é transmitida apenas para a superfície mais baixa do recipiente que contém o líquido. Estão CORRETAS apenas a) I e IV. b) II e V. c) II e III. d) II e IV. e) III e V. proenem.com.br GRANDEZAS HIDROSTÁTICAS - PRINCÍPIO DE PASCAL EXERCÍCIOS DE FÍSICA TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular. 3. (Unicamp 2015) Considerando o diâmetro 2d do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro 1d do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio? a) 1 4. b) 1 2. c) 2. d) 4. e) 0 4. (Upf 2016) A mudança de fase de uma substância é um fenômeno natural que ocorre, por exemplo, quando a água líquida se vaporiza ao ferver. Sobre esse conteúdo, um professor de Física propôs a seguinte questão a seus alunos: Medir a temperatura da água fervente em dois recipientes idênticos de metal – ambos com o mesmo volume de água e a mesma temperatura inicial – que se encontram sobre fogões de cozinha que fornecem a mesma quantidade de calor por unidade de tempo; um deles no nível do mar e o outro no alto do Pico da Neblina. proenem.com.br GRANDEZAS HIDROSTÁTICAS - PRINCÍPIO DE PASCAL EXERCÍCIOS DE FÍSICA Como resultado do exercício proposto, tem-se que a temperatura da água fervente é: a) menor no recipiente que se encontra no Pico da Neblina. b) menor no recipiente que se encontra no nível do mar. c) menor do que 100 °C, independentemente do local. d) sempre 100 °C, independentemente do local. e) maior no recipiente no qual a fervura iniciou em menos tempo. 5. (Udesc 2015) De acordo com a figura, considerando h 100 m e a densidade do ar sendo uniforme ao longo da distância h, a variação de pressão, entre as posições B e A, é aproximadamente: a) 0 b) atm1 p c) atm10 p d) atm1000 p e) atm100 p proenem.com.br PRINCÍPIO DE STEVIN - PRESSÃO ATMOSFÉRICA / PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES EXERCÍCIOS DE FÍSICA 6. (Pucrs 2016) Para responder à questão, analise a situação representada na figura abaixo, na qual uma esfera de isopor encontra- se totalmente submersa em um recipiente contendo água. Um fio ideal tem uma de suas extremidades presa à esfera, e a outra está fixada no fundo do recipiente. O sistema está em equilíbrio mecânico. Considerando que as forças que atuam na esfera sejam o peso (P), o empuxo (E) e a tensão (T), a alternativa que melhor relaciona suas intensidades é a) E P T b) E P T c) P E T d) P E T e) P E e T 0 7. (Upf 2016) Um estudante de física realiza um experimento para determinar a densidade de um líquido. Ele suspende um cubo de aresta igual a 10,0 cm em um dinamômetro. Faz a leitura do aparelho e registra 50,0 N. Em seguida, ele mergulha metade do cubo no líquido escolhido, realiza uma nova leitura no dinamômetro e registra 40,0 N. Usando as medidas obtidas pelo estudante no experimento e considerando o módulo da aceleração da gravidade local igual a 210,0 m / s , o valor da densidade do líquido, em 3g / cm , encontrado pelo estudante, é igual a: a) 3,6 b) 1,0 c) 1,6 d) 2,0 e) 0,8 8. (Fuvest 2015) Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura abaixo. Enquanto a força resultante sobre o pino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g. Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é Note e adote: - 3π - 5 21atm 10 N / m - 2aceleração local da gravidade 10 m / s a) 1,1atm b) 1,2 atm c) 1,4 atm d) 1,8 atm e) 2,2 atm proenem.com.br GABARITO 1. C [I] Correta. Ao nível do mar, h = 0 e para esse valor, o gráfico mostra A Bp p . [II] Correta. A pressão de uma coluna líquida é dada pela expressão p dg h. Se a reta B é mais inclinada que a reta C, A possui maior coeficiente angular (d g). Assim: B C B Cd g d g d d . [III] Incorreta. O empuxo é dado por: líqE d g V. Se A Bd d (A e B tem mesma declividade), sobre um mesmo corpo o empuxo é o mesmo. 2. D [I] Falsa. O macaco hidráulico baseia-se no Princípio de Pascal. [II] Verdadeira. [III] Falsa. Afirmativa similar à anterior. [IV] Verdadeira. [V] Falsa. A variação de pressão é transmitida integralmente para todos os pontos do fluido. 3. A Pelo Teorema de Pascal: 2 2 1 2 1 1 1 1 1 2 1 2 2 2 1 21 2 F F F d F d F 1 . F d F 2 d F 4d d 4. A Quanto maior a altitude, menor a pressão atmosférica local e, assim, menor a temperatura de ebulição de substâncias puras quando comparadas ao nível do mar. 5. C Esta questão poderia ser mais esclarecida quanto à pressão de referência ao nível da água e, também, poderia fornecer mais dados, como as densidades da água e do ar. Supondo que o nível da água está coincidindo com o nível médio do mar, podemos dizer que neste ponto a pressão é de 1 atm e sabendo-se que a cada 10 m de coluna de água temos aproximadamente 1 atm, como a altura da coluna de água é de 100 m, então a pressão no ponto B comparada ao nível da água será de 10 atm. Já a coluna de ar vai influenciar a pressão na terceira casa decimal, portanto a colunade ar pode ser desprezada. Logo, B A atmp p 10 p . proenem.com.br GABARITO 6. A De acordo com o diagrama de corpo livre, as forças que atuam na esfera são: Os módulos das forças Empuxo, Tração e Peso se relacionam entre si de acordo com a equação de equilíbrio: E P T 7. D O empuxo é a diferença entre o peso e o peso aparente quando o corpo está totalmente ou parcialmente mergulhado, ou seja, de acordo com Arquimedes, é o peso de fluido deslocado pelo corpo. ap ap 3 2 3 3 3 P P 50 N 40 N E P P V g V g 1 1m 10 cm 10 m / s 2 100 cm 2 10 kg / m 2 g / cm μ μ μ μ 8. C Dados: 3 32m 48 g 48 10 kg; g 10 m/s ; d 4 mm 4 10 m; 3.π Na situação proposta, a força de pressão exercida pelos gases equilibra a força peso do tubo cilíndrico e a força exercida pela pressão atmosférica sobre ele. Assim: gas atm gas atm gas atm2 3 5 5 5 5 2 gas 2 3 gas m gP F P F p p p p A d 4 48 10 10 4 p 1 10 0,4 10 1 10 1,4 10 N/m 3 4 10 p 1,4 atm. π
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