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ESTÁCIO – Bases Físicas para a Engenharia 1 Engenharias Disciplina: Bases Físicas para a Engenharia Professor: Marcelo Martins Lista 06 1) Observe a figura. Esta figura representa recipientes de vidro abertos na parte superior, contendo óleo, de densidade 0,80 g/cm3 e/ou água, cuja densidade é 1,0 g/cm3. Ordene as pressões nos pontos I, II, III, IV e V. 2) Um corpo de massa 600 gramas ocupa volume de 200 cm³. Calcule a densidade desse corpo em g/cm³, kg/L e kg/m³. 3) Um corpo de cobre tem a forma de uma casca esférica de raio interno R, = 4,00 cm e raio externo R2= 10,0 cm (a parte interna é oca). Calcule a densidade do corpo sabendo que a massa específica do cobre é 8,92 g/cm3.Dado: volume da esfera = 3 4 R³. 4) Em uma aula de laboratório, os alunos realizam um experimento para demonstrar a relação linear existente entre a massa e o volume de diferentes cilindros maciços feitos de vidro. A seguir, repetem o mesmo experimento com cilindros de aço, alumínio, chumbo e cobre. No gráfico a seguir, cada reta corresponde ao resultado obtido para um dos cinco materiais citados. A reta que corresponde ao resultado obtido para o material mais denso é e o de número: a) 1. b) 2. c) 3. d) 4. e) 5. 5) Um tijolo, com as dimensões indicadas, é colocado sobre uma mesa com tampo de borracha, inicialmente da maneira mostrada em 1 e, posteriormente, na maneira mostrada em 2. Na situação 1, o tijolo exerce sobre a mesa uma força F1 e uma pressão p1; na situação 2, a força e a pressão exercidas são F2 e p2. Nessas condições, pode-se afirmar que: A) F1 = F2 e p1 = p2 B) F1 = F2 e p1 > p2 C) F1 = F2 e p1 < p2 D) F1 > F2 e p1 > p2 E) F1 < F2 e p1 < p2 6) (PUC - MG) Uma faca está cega. Quando a afiamos, ela passa a cortar com maior facilidade, devido a um aumento de: A) área de contato. B) esforço. C) força. D) pressão. E) sensibilidade 7) Um faquir deita-se sobre uma cama de pregos igual a da figura. O faquir tem massa de 50 kg e se apóia sobre 100 pregos. Calcule a pressão exercida no faquir por cada prego. (Suponha que o peso do faquir se distribua uniformemente sobre os pregos e que a ponta de cada prego tenha área de 1mm2 e que g = 10 m/s2 ). 8) Considere uma caixa d’água que apresenta um vazamento em três níveis diferentes. Sabendo-se que a velocidade do fluxo no ponto onde o vazamento, aumenta com o aumento da pressão, qual das alternativas descrevem corretamente as trajetórias dos fluxos de águas? 9) Tecnologias modernas permitem extrair petróleo de campos cujo acesso é muito difícil como em águas profundas oceânicas, mas um dos complicadores técnicos é a elevada pressão desses locais. Suponhamos que uma exploração esteja sendo feita em águas oceânicas, a 1 km de profundidade. Considerando a aceleração da gravidade 10 m/s2, e a densidade da água 1 g/cm3, então todo corpo a essa profundidade estará submetido a uma pressão hidrostática de: Obs: Considere Patm = 1,0. 105 N/m2 A) 102 atm B) 10 atm C) 107 atm D) 104 atm 10) Um submarino, inicialmente em repouso em um ponto do nível 0 (superfície da água), indicado na ESTÁCIO – Bases Físicas para a Engenharia 2 figura, inunda seus compartimentos de lastro e afunda verticalmente, passando pelos níveis 1, 2 e 3: No local, a pressão atmosférica é normal (1,0 atm) e g=10 m/s2. Sabendo que a densidade absoluta da água, suposta homogênea, é de 1,0.103 kg/m3 e considerando 1 atm = 1,0.105 N/m2. O acréscimo de pressão registrado pelos aparelhos do submarino quando o mesmo desce de um dos níveis referidos para o imediatamente inferior. a) 1 atm b) 2 atm c) 3 atm d) 4 atm e) 5 atm 11) Um regador está em equilíbrio, suspenso por uma corda presa às suas alças. A figura que melhor representa a distribuição do líquido em seu interior é: 12) Na figura está representado um recipiente rígido cheio de água e conectado a uma seringa S, X, Y e Z são pontos no interior do recipiente. Se a pressão que o êmbolo da seringa exerce sobre o líquido sofrer um aumento p a variação de pressão hidrostática nos pontos X, Y e Z será, respectivamente, igual a: A) zero, p e zero B) zero, p/2 e p/3 C) p/3, p/3 e p/3 C) p, zero e zero D) p, p e p 13) Na figura acima, que esquematiza um elevador hidráulico com líquido incompressível, os êmbolos menor e maior deslizam dentro de tubos cilíndricos de áreas transversais A1 e A2, respectivamente, cujos diâmetros D1 e D2 satisfazem a relação D2 = 20 D1. Nessa situação, considerando que seja aplicada no êmbolo de área menor uma força e desprezando-se as possíveis forças de atrito existentes no sistema, é correto afirmar que: A) F1 > F2 B) F1 = F2/4 C) F2 = 40 F1 D) F2 = 400 F1 14) Seu Genésio sempre dizia que a madeira boa para fabricar barcos é aquela que afunda na água. Essa afirmação deixava João Batista intrigado: - Se a madeira afundasse, como o barco poderia flutuar? Buscando explicações, João encontrou as seguintes afirmações, todas corretas: I - A madeira flutuará se sua densidade for menor que a da água. II - A densidade da madeira varia com a temperatura. III - A diferença de pressão entre o topo e a base do barco provoca o empuxo que o faz flutuar. IV - A densidade da água aumenta, depois diminui, ao ser aquecida de 0 ºC a 20 ºC. V - Na condição de flutuação, o peso do barco e o empuxo que ele recebe da água têm a mesma intensidade. Assinale a alternativa que contém apenas as afirmações que explicam a flutuação do barco. a) I e II b) II e III c) II e IV d) III e V 15) Saturno denominado planeta dos anéis, está muito distante do Sol, levando quase trinta anos para dar uma volta completa em sua órbita. Possui um volume de aproximadamente 1024 m3 e massa da ordem de 6x1026kg. Suponha que uma esfera de densidade igual à do planeta Saturno seja colocada em cada um dos recipientes contendo líquidos de densidades de acordo com a figura abaixo: Analise as afirmativas abaixo sobre o que acontecerá com a esfera nos três líquidos: I- Afundará no Álcool e flutuará na água e no mercúrio. II- Flutuará nos três recipientes. III- Sofrerá o mesmo empuxo nos três líquidos. IV- Sofrerá maior empuxo no mercúrio Estão corretas somente as afirmativas: A) I, II e IV B) I e III C) I, III e IV D) II e III D) II e IV 16) Quando um peixe morre em um aquário, verifica- se que, imediatamente após a morte, ele permanece no fundo e, após algumas horas, com a decomposição, são produzidos gases dentro de seu corpo e o peixe vem à tona (flutua). A explicação correta para este fato é que, com a produção de gases: ESTÁCIO – Bases Físicas para a Engenharia 3 a) O peso do corpo diminui, diminuindo o empuxo. b) O volume do corpo aumenta, aumentando o empuxo. c) O volume do corpo aumenta, diminuindo o empuxo. d) A densidade do corpo aumenta, aumentando o empuxo. e) A densidade do corpo aumenta, diminuindo o empuxo. 17) A distância vertical entre a superfície da água em que uma embarcação flutua e a parte mais baixa de sua quilha é chamada de calado. Nos navios a marcação do calado é feita com uma escala visível na lateral, na qual aparece a medida em metros. Dependendo das condições de flutuação, o calado de um navio pode variar. Com base na definição do calado de um navio e nos dados da tabela de densidades, analise as afirmativas abaixo: Substância Densidade (g/cm3) Gasolina 0,65 Óleo lubrificante 0,91 Água doce 1,015 Água salgada 1,025 I – Se o navio estiver em um porto como o de Fortaleza, no oceanoAtlântico, seu calado será maior do que se estiver no porto de Santarém, no rio Tapajós. II – Se um navio-tanque está carregado com óleo lubrificante, seu calado será maior do que se estiver carregado com volume igual de gasolina. III – Quando o calado de um navio aumenta, a pressão total na parte mais baixa do seu casco também aumenta. IV – Se a pressão atmosférica no local onde o navio se encontra aumentar, seu calado também aumentará. Estão corretas as afirmativas: A) I e II B) I e IV C) II e III D) II e IV E) III e IV 18) Puxar uma âncora de um navio é relativamente fácil enquanto ela está dentro da água, mas isso se torna mais difícil quando ela sai da água. Em relação a esse fato, a afirmativa correta é: a) a força necessária para içar a âncora dentro da água é igual a diferença entre seu peso e o empuxo que atua sobre ela. b) O empuxo da água sobre a âncora anula o seu peso. c) O empuxo da água sobre a âncora é maior do que o seu peso. d) O material da âncora torna-se menos denso ao ser colocado dentro da água. e) O peso da âncora é menor quando ela se encontra dentro da água. 19) Durante uma tempestade. Maria fecha as janelas do seu apartamento e ouve o zumbido do vento lê fora. Subitamente o vidro de janela se quebra. Considerando que o vento sopra tangencialmente à janela, o acidente pode ser melhor explicado pelo(a): A) princípio de conservação da massa B) equação de Bernoulli C) princípio de Arquimedes D) princípio de Pascal E) princípio de Stevin 20) Uma mangueira, com diâmetro interno de 8,0 cm, é usada para encher uma piscina circular com diâmetro de 2,4 m. A água flui através da mangueira com uma velocidade média de 0,5 m/s. Por quanto tempo essa mangueira deverá ser usada até a água na piscina atingir a profundidade de 0,6 m? 21) Os princípios físicos que regem o vôo de asa delta são os mesmos que se aplicam a todas as outras aeronaves com asas. O fluxo de ar em torno da asa de um avião tem qualitativamente a forma desenhada ao lado. Devido ao seu formato, existe um adensamento das linhas de corrente acima da asa, marque a alternativa correta: a) A velocidade do ar é a mesma em qualquer ponto da asa. b) O tempo gasto pelo movimento do ar na parte de cima é muito maior que no de baixo. c) A velocidade na parte de baixo da asa é menor em relação à de cima. d) O tempo gasto pelo movimento do ar na parte de baixo da asa é muito maior que no de cima. e) A velocidade na parte de cima da asa é menor em relação à de baixo. 22) Na Figura abaixo estão alguns vetores que indicam a velocidade do vento em um furacão. Considere os pontos A, B, C e D, assinalados na Figura. Assinale a alternativa que relaciona corretamente os valores de pressão do ar (PA, PB, PC e PD) nos pontos indicados: a) PA > PB > PC > PD. b) PA > PB < PC < PD. c) PA < PB < PC < PD. d) PA > PB > PC < PD. e) PA < PB > PC > PD.
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