Hidrostática- lista 2

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1. (G1 - cps 2019) É surpreendente como a vida pode ocorrer mesmo em locais inóspitos como, por exemplo, nas fossas das Marianas, grande depressão oceânica localizada na fronteira entre as placas tectônicas do Pacífico e das Filipinas. Nesse local, o leito oceânico atinge cerca de metros de profundidade. A pressão é tão grande que os seres que lá habitam tiveram de desenvolver condições especiais para sua sobrevivência, o que torna impossível trazê-los vivos para a superfície.
Considerando que para cada metros de profundidade sob a água, a pressão é acrescida de é correto afirmar que a pressão total suportada pelos seres que vivem no fundo das fossas das Marianas equivale a
Lembre-se de que a pressão exercida pelo ar atmosférico, quando se está ao nível do mar, é de uma atmosfera 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
2. (Efomm 2019) Ana Clara ganhou de seu pai um balão e, para evitar que esse balão, contendo gás hélio e com volume se perdesse voando para a atmosfera, ela pediu a seu pai que utilizasse um cordão de massa e comprimento para amarrá-lo. Para atender ao pedido de sua família e ao mesmo tempo estudar o fenômeno da propagação de ondas, o pai prendeu a extremidade livre do cordão à parede e utilizou uma polia ideal para montar o experimento (conforme apresentado na figura abaixo). Sabe-se que a massa específica do gás no interior do balão é de e a do ar atmosférico é de 
Qual é, então, a velocidade com que uma onda transversal se propaga no cordão do balão de Ana Clara?
(Dados: Despreze a massa do revestimento do balão)
 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
3. (Unicamp 2019) Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espera, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com do seu volume submerso (figura 1). Quando o peixe é fisgado, a boia é puxada, ficando totalmente submersa e momentaneamente parada; simultaneamente, a linha que a une ao anzol fica esticada verticalmente (figura 2). A parte superior da linha, acima da boia, mantém-se frouxa.
Nessa situação, quanto vale o módulo da tensão da linha que une a boia ao anzol? Despreze as massas da linha e do anzol, bem como o atrito viscoso com a água. 
Dados: Se necessário, use aceleração da gravidade aproxime e 
a) O peso da boia. 
b) O dobro do peso da boia. 
c) O peso do peixe menos o peso da boia. 
d) O peso do peixe menos o dobro do peso da boia. 
 
4. (G1 - cftmg 2019) O empuxo é um fenômeno bastante familiar. Um exemplo é a facilidade relativa com que você pode se levantar de dentro de uma piscina em comparação com tentar se levantar de fora da água, ou seja, no ar.
De acordo com o princípio de Arquimedes, que define empuxo, marque a proposição correta. 
a) Quando um corpo flutua na água, o empuxo recebido por ele é menor do que o seu peso. 
b) Dois objetos de mesmo volume, quando imersos em líquidos de densidades diferentes, sofrem empuxos iguais. 
c) O princípio de Arquimedes é válido para corpos mergulhados em líquidos e não pode ser aplicado para gases. 
d) Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido sofre uma força vertical para cima e igual em módulo ao peso do fluido deslocado. 
 
5. (Unesp 2019) Uma corda elástica, de densidade linear constante tem uma de suas extremidades presa a um vibrador que oscila com frequência constante. Essa corda passa por uma polia, cujo ponto superior do sulco alinha-se horizontalmente com o vibrador, e, na outra extremidade, suspende uma esfera de massa em repouso. A configuração da oscilação da corda é mostrada pela figura 1.
Em seguida, mantendo-se a mesma frequência de oscilação constante no vibrador, a esfera é totalmente imersa em um recipiente contendo água, e a configuração da oscilação na corda se altera, conforme figura 2.
Adotando e sabendo que a velocidade de propagação de uma onda em uma corda de densidade linear submetida a uma tração é dada por calcule:
a) a frequência de oscilação, em do vibrador.
b) a intensidade do empuxo, em exercido pela água sobre a esfera, na situação da figura 2. 
 
6. (Eear 2018) Em um sistema de vasos comunicantes, são colocados dois líquidos imiscíveis, água com densidade de e óleo com densidade de Após os líquidos atingirem o equilíbrio hidrostático, observa-se, numa das extremidades do vaso, um dos líquidos isolados, que fica a acima do nível de separação, conforme pode ser observado na figura.
Determine o valor de em que corresponde à altura acima do nível de separação e identifique o líquido que atinge a altura 
a) óleo 
b) água 
c) óleo 
d) água 
 
7. (Eear 2018) Uma barra de de comprimento e de massa desprezível é montada sobre um ponto de apoio conforme pode ser visto na figura. Um recipiente cúbico de paredes finas e de massa desprezível com de aresta é completamente cheio de água e, em seguida, é colocado preso a um fio na outra extremidade.
A intensidade da força em aplicada na extremidade da barra para manter em equilíbrio todo o conjunto (barra, recipiente cúbico e ponto de apoio) é
Adote:
1. o módulo da aceleração da gravidade no local igual a 
2. densidade da água igual a e
3. o fio, que prende o recipiente cúbico, ideal e de massa desprezível. 
a) 
b) 
c) 
d) 
 
8. (Pucrj 2018) Um copo cilíndrico, com base de área contém de gelo flutuando em água. A altura da superfície da água, em relação à base do copo, é de Ao absorver calor da vizinhança, o gelo derrete. Após o derretimento de todo o gelo, encontre a nova altura da superfície da água, em 
Dados: 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
9. (Efomm 2018) Na figura abaixo, uma corda é presa a um suporte e tensionada por um corpo esférico de que se encontra totalmente imerso em um recipiente contendo água. Determine a velocidade com que se propaga uma onda na corda. Considere a corda como um fio ideal.
(Dados: massa específica da água volume da esfera densidade da corda aceleração da gravidade 
 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
10. (Efomm 2018) Em um recipiente contendo dois líquidos imiscíveis, com densidade e é mergulhado um corpo de densidade que flutua na superfície que separa os dois líquidos (conforme apresentado na figura). O volume de do corpo está imerso no fluido de maior densidade. Determine o volume do corpo, em que está imerso no fluido de menor densidade.
 
a) 
b) 
c) 
d) 
e) 
 
Gabarito: 
Resposta da questão 1:
 [D]
Calculando a pressão exercida somente pela coluna de água:
Aplicando o Teorema de Stevin:
 
Resposta da questão 2:
 [B]
A tração no fio será igual ao empuxo menos o peso do balão:
Densidade linear do cordão:
Pela equação de Taylor, chegamos a:
 
Resposta da questão 3:
 [B]
Forças atuantes das situações 1 e 2, respectivamente:
Onde e são os empuxos, o peso da boia e a tensão da linha que une a boia ao anzol. Sendo a densidade do líquido, obtemos:
 
Resposta da questão 4:
 [D]
Análise das alternativas:
[A] Falsa. O corpo em equilíbrio que flutua em um fluido tem os módulos do empuxo e do peso iguais.
[B] Falsa. O módulo do empuxo depende da massa específica do líquido, do volume de líquido deslocado pelo corpo e da aceleração gravitacional, assim ao mudar de líquido, temos alteração da intensidade do empuxo.
[C] Falsa. O princípio de Arquimedes envolve qualquer fluido seja líquido ou gasoso.
[D] Verdadeira. A alternativa representa o enunciado do princípio de Arquimedes. 
Resposta da questão 5:
 a) Pela figura 1:
Pela equação da velocidade dada, temos:
Portanto, pela equação fundamental, chegamos a:
b) Para a situação 2, temos:
Mas:
Logo:
 
Resposta da questão 6:
 [D]
Como a água possui maior densidade, ela é o líquido que fica mais abaixo e atinge a altura 
Igualando as pressões na altura da linha tracejada, temos:
 
Resposta da questão 7:
 [D]
Volume do cubo:
Massa docubo:
Para o equilíbrio, devemos ter:
 
Resposta da questão 8:
 [C]
O percentual de volume submerso do gelo corresponde à razão entre as densidades do gelo e da água, também chamada de densidade relativa. Assim:
Significa que do volume do gelo ficam submersos na água.
Calculamos o volume de gelo submerso com a densidade e a porcentagem calculada anteriormente:
 
E o volume de gelo submerso é:
O volume de todo o gelo derretido será:
Como o volume de gelo submerso é igual ao volume de todo o gelo quando derretido, a altura da água no copo permanecerá a mesma, pois todo o gelo ocupará o espaço do gelo inicialmente submerso. 
Resposta da questão 9:
 [E]
Cálculo da tração na corda:
Pela equação de Taylor, a velocidade na corda será:
 
Resposta da questão 10:
 [D]
Para o equilíbrio, devemos ter:
Logo:
 
Resumo das questões selecionadas nesta atividade
Data de elaboração:	04/11/2019 às 22:20
Nome do arquivo:	Hidrostática
Legenda:
Q/Prova = número da questão na prova
Q/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®
Q/prova	Q/DB	Grau/Dif.	Matéria	Fonte	Tipo
 
1	186638	Média	Física	G1 - cps/2019	Múltipla escolha
 
2	183785	Média	Física	Efomm/2019	Múltipla escolha
 
3	182335	Baixa	Física	Unicamp/2019	Múltipla escolha
 
4	184981	Baixa	Física	G1 - cftmg/2019	Múltipla escolha
 
5	182566	Média	Física	Unesp/2019	Analítica
 
6	177740	Baixa	Física	Eear/2018	Múltipla escolha
 
7	177754	Média	Física	Eear/2018	Múltipla escolha
 
8	174225	Baixa	Física	Pucrj/2018	Múltipla escolha
 
9	173615	Média	Física	Efomm/2018	Múltipla escolha
 
10	173608	Baixa	Física	Efomm/2018	Múltipla escolha
 
Página 1 de 3
1atm,
N,
2
10ms;
3
1,0gcm;
40
80
120
160
2
10,0cm,
50,0g
(1atm).
10,0cm.
cm.
233
águagelo
g10ms;1,00gcm;0,92gcm
ρρ
===
12,5
11,0
10,0
0,92
0,80
500g,
3
1gcm;
=
110atm.
3
0,1dm;
=
1,2gm;
=
2
10ms.)
=
47,3ms
49ms
52,1ms
54,5ms
57,7ms
3
1
0,4gcm
ρ
=
3
2
1,0gcm,
ρ
=
111atm.
3
c
0,6gcm,
ρ
=
3
10,0cm
3
cm,
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
col
col
10m 1 atm
p1.100atm
11.000m p
®
ì
Þ=
í
®
î
1.100atm.
atcol
ppp11.100p1.101atm.
=+=+Þ=
argás
33
2
TEPVgVg
T1,21510100,1751010
T5,210N
ρρ
--
-
=-=-
=×××-×××
=×
2
m0,01kg
10kgm
L1m
μ
-
===
2
2
T5,210
v
10
v2,28ms
μ
-
-
×
==
\@
E
E'
P
T
ρ
V
PEg
3
Vg2
PTE'TVgVg
33
Vg
T22P
3
ρ
ρ
ρρ
ρ
ì
==
ï
ï
í
ï
+=Þ=-=
ï
î
\=×=
1.101atm.
1
11
2,4m
Tmg1,810T18N
λ
=
==×Þ=
1
11
T
18
vv12m/s
0,125
μ
==Þ=
11
vf122,4f
f5Hz
λ
=×Þ=×
\=
2
222
2,4m
0,8m
3
vf0,85v4ms
λ
λ
==
=×=×Þ=
22
TEmgTmgE
+=Þ=-
2
2
T
1,810E
v4160,12518E
0,125
E16N
μ
×-
=Þ=Þ×=-
\=
x.
óleoágua
0óleoóleo0águaáguaóleoóleoáguaágua
PP
PghPghhh
0,85201x
x17cm
ρρρρ
=
+××=+××Þ×=×
×=×
\=
(
)
3
33
V20cm810cm
==×
3
333
gm
1m810g8kg
cm810cm
=Þ=×=
×
1.110atm.
cubo
F2P4
2F804
F160N
×=×
=×
\=
3
gelogelo
3
águaágua
0,92gcm
0,92
1,00gcm
ρρ
ρρ
=\=
92%
3
gelogelo
3
mm
V
V
m50g
VV54,35gcm
0,92gcm
ρ
ρ
ρ
=Þ=
==\=
33
gelosubgelosub
V54,35gcm0,92V50cm
=×\=
3
geloderretgeloderret
3
m50g
VV50cm
1,0gcm
ρ
==\=
águaesfera
33
TEP
TgVmg
T10100,1100,510
T4N
ρ
-
+=
+××=×
+×××=×
=
4
3
corda
T4101003
v
33
1,210
v57,7ms
μ
-
====
×
\@
12
EEP
+=
1122c12
11
3
1
gVgVg(VV)
0,4V1100,6(V10)
V20cm
ρρρ
+=+
+×=+
\=
V5,0L,
=
m10g
=
1,0m
=
l
3
0,17kgm
3
1,21kgm.
1,41ms
2,28ms
2,83ms
3,32ms
4,00ms
13
2
g10ms,
=
3,0
π
=
5
1atm10Pa.
=
0,125kgm,
μ
=
1,8kg,
11.000
2
g10ms
=
,
μ
T,
T
v,
μ
=
Hz,
N,
3
1,0gcm
3
0,85gcm.
20cm
x,
10
cm,
x.
8,5;
8,5;
17,0;
17,0;
6m
(O),
20cm
F,
r