HIDROSTÁTICA - AULA 01

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Lista 07 − Elet ivas de F́ is ica 1
l i s ta
07hidrostática
1. EEAR
Um operário produz placas de cimento para serem uti-
lizadas como calçamento de jardins. Para a produção
destas placas utiliza-se uma forma metálica de dimensões
20 cm × 10 cm e altura despreźıvel. Uma prensa hidráulica
aplica sobre essa área uma pressão de 40 kPa visando
compactar uma massa constitúıda de cimento, areia
e água. A empresa resolveu reduzir as dimensões para
20 cm × 5 cm, mas mantendo a mesma força aplicada,
logo o novo valor da pressão utilizada na produção das
placas é de _____ kPa.
a) 20 b) 40 c) 80 d) 160
2. UFRJ 2010
Uma ventosa comercial é constitúıda por uma câmera
ŕıgid que fica totalmente vedada em contato com uma
placa, mantendo o ar em seu interior a uma pressão
P int = 0, 95 × 105 N/ m2. A placa está suspensa na hori-
zontal pela ventosa e ambas estão no ambiente à pressão
atmosférica usual P atm = 1, 00× 105 N/ m2, como indicado
nas figuras a seguir.
A área de contato A entre o ar dentro da câmera e a placa
é de 0, 10 m2. A parede da câmera tem espessura des-
preźıvel, o peso da placa é 40 N e o sistema está em re-
pouso.
a) Calcule o módulo da força vertical de contato entre
a placa e as paredes da câmera da ventosa.
b) Calcule o peso máximo que a placa poderia ter para
que a ventosa ainda conseguisse sustentá-la.
2 Lista 07 − Elet ivas de F́ is ica
3. EEAR
Qual dos recipientes abaixo, contendo o mesmo ĺıquido,
apresenta maior pressão no ponto P?
a) A b) B c) C d) D
4. UFJF
João estava em seu laboratório, onde grandes cilindros
cheios de ĺıquidos são usados para se medir viscosidade dos
mesmos. Para tal, é necessário saber a densidade de cada
um deles. Para identificar os ĺıquidos, João mediu a pressão
absoluta dentro dos cilindros em diferentes profundidades,
obtendo o gráfico a seguir, para os cilindros A e B. Usando
as informações do gráfico, ele calculou as densidades de
cada ĺıquido, identificando-os.
Marque a alternativa correta que fornece as densidades
dos ĺıquidos contidos em e respectivamente:
a) 5,0× 10−2 kg / m3 e 2,5× 10−2 kg / m3
b) 2,5× 103 kg / m3 e 5,0× 103 kg / m3
c) 2,5× 10−2 kg / m3 e 5,0× 10−2 kg / m3
d) 7,5× 103 kg / m3 e 5,0× 103 kg / m3
e) 5,0× 10−2 kg / m3 e 7,5× 10−2 kg / m3
5. UFRJ 2007
Dois fugitivos devem atravessar um lago sem serem notadas.
Para tal, emborcam um pequeno barco, que afunda com
aux́ılio de pesos adicionais. O barco emborcado mantém,
aprisionada em seu interior, uma certa quantidade de ar,
como mostra a figura.
No instante retratado, tanto o barco quanto os fugiti-
vos estão em repouso e a água está em equiĺıbrio hi-
drostático. Considere a densidade da água do lago igual a
1,00 × 103 kg / m3 e a aceleração da gravidade igual a
g = 10 m/s2. Usando os dados indicados na figura, calcule
a diferença entre a pressão do ar aprisionado pelo barco
e a pressão do ar atmosférico.
Lista 07 − Elet ivas de F́ is ica 3
exerć ic ios para casa
6. UNESP
No processo de respiração, o ar flui para dentro e para fora
dos pulmões devido às diferenças de pressão, de modo que,
quando não há fluxo de ar, a pressão no interior dos alvéolos
é igual à pressão atmosférica. Na inspiração, o volume da
cavidade torácica aumenta, reduzindo a pressão alveolar
de um valor próximo ao de uma coluna de 2,0 cm de H2O
(água).
Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2
e a massa espećıfica da água igual a 1,0× 103 kg/m3, a
variação da pressão hidrostática correspondente a uma co-
luna de 2,0 cm de H2O é
a) 2,0× 101 Pa
b) 0,5× 103 Pa
c) 0,5× 102 Pa
d) 2,0× 102 Pa
e) 2,0× 103 Pa
7. FUVEST
Para impedir que a pressão interna de uma panela de
pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dis-
positivo formado por um pino acoplado a um tubo ciĺındrico,
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 ciĺındrico 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:
• π = 3
• 1 atm = 105 N/m2
• aceleração local da gravidade = 10 m/s2
a) 1,1 atm
b) 1,2 atm
c) 1,4 atm
d) 1,8 atm
e) 2,2 atm
8. ENEM
Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna no
oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de ar,
como mostrado na figura, onde o mergulhador se abrigou.
Durante o resgate, para evitar danos a seu organismo, foi
necessário que o mergulhador passasse por um processo
de descompressão antes de retornar à superf́ıcie para que
seu corpo ficasse novamente sob pressão atmosférica. O
gráfico mostra a relação entre os tempos de descompressão
recomendados para indiv́ıduos nessa situação e a variação
de pressão.
Considere que a aceleração da gravidade seja igual a
10 m/s2 e que a densidade da água seja ρ = 1000 kg/m3.
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o
mergulhador deverá ser submetido?
a) 100 b) 80 c) 60 d) 40 e) 20
9. UERJ
O Titicaca é um lago de água doce localizado na fronteira
do Peru com a Boĺıvia, sendo considerado um dos maiores
da América Latina. Ele se encontra a aproximadamente
4000 metros de altitude em relação ao ńıvel do mar.
Com o objetivo de estudar sedimentos depositados nesse
lago, uma equipe de pesquisadores envia um pequeno
submarino ao local.
Admita que, a cada 1000 m de altitude, a pressão
atmosférica seja reduzida em 0,1 atm. Estime, em atmos-
feras, a pressão total exercida sobre o submarino a uma
profundidade de 200 m .
4 Lista 07 − Elet ivas de F́ is ica
10. FAMERP
O profund́ımetro é um instrumento utilizado por mergulha-
dores para indicar a que profundidade estão em relação à
superf́ıcie da água. A imagem mostra dois mergulhadores
utilizando um profund́ımetro rudimentar constitúıdo de um
tubo de vidro com a extremidade inferior aberta e a supe-
rior fechada, aprisionando determinada quantidade de ar.
Quando o tubo se desloca verticalmente dentro da água,
o volume ocupado pelo ar varia, indicando uma variação
da pressão exercida pela água.
Considere um mergulhador inicialmente sob pressão abso-
luta de 2 atm nessa situação, a altura da coluna de ar den-
tro do tubo de vidro é de 20 cm. Após afundar um pouco,
o mergulhador para em uma posição em que a altura da
coluna de ar é igual a 16 cm, conforme a figura.
Considerando que uma coluna de água, em equiĺıbrio, com
10 m de altura exerce uma pressão de 1 atm que o ar é um
gás ideal e que a temperatura é constante durante o mer-
gulho, é correto afirmar que a variação de profundidade
sofrida por esse mergulhador foi de
a) 2 m b) 4 m c) 3 m d) 5 m e) 1 m
11. UNICAMP
Em junho de 2017 uma intensa onda de calor atingiu os
EUA, acarretando uma série de cancelamentos de voos do
aeroporto de Phoenix no Arizona. A razão é que o ar at-
mosférico se torna muito rarefeito quando a temperatura
sobe muito, o que diminui a força de sustentação da aero-
nave em voo. Essa força, vertical de baixo para cima, está
associada à diferença de pressão ∆P entre as partes inferior
e superior do avião.
Considere um avião de massa total m = 3× 105 kg em voo
horizontal. Sendo a área efetiva de sustentação do avião
na situação de voo horizontal ∆P vale
a) 5× 103 N/m2
b) 6× 103 N/m2
c) 1,5× 106 N/m2
d) 1,5× 108 N/m2
12. ALBERT EINSTEIN
Um caminhão tanque, estacionado sobre um piso plano e
horizontal, tem massa de 12 toneladas quando o tanque
transportador, internamente ciĺındrico, de raio interno 1 m
está totalmente vazio. Quando esse tanque está comple-
tamente cheio de combust́ıvel, ele fica submetido a uma
reação normal do solo de 309.600 N. Com base nessas
informações e nas contidas no gráfico, referentes ao com-
bust́ıvel transportado,determine o comprimento interno do
tanque ciĺındrico, em unidades do SI. Suponha invariável a
densidade do combust́ıvel em função da temperatura.
a) 8 b) 10 c) 12 d) 15
13. UERJ
A figura a seguir representa um fio AB de comprimento igual
a 100 cm, formado de duas partes homogêneas sucessivas:
uma de alumı́nio e outra, mais densa, de cobre.
Uma argola P que envolve o fio é deslocada de A para B.
Durante esse deslocamento, a massa de cada pedaço de
comprimento AP é medida. Os resultados estão representa-
dos no gráfico a seguir:
A razão entre a densidade do alumı́nio e a densidade do
cobre é aproximadamente igual a:
a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4
Lista 07 − Elet ivas de F́ is ica 5
14. UNICAMP
Frequentemente esses drones são usados para medir a tem-
peratura da água (T) em função da profundidade (d ), a
partir da superf́ıcie (d = 0), como no caso ilustrado no
gráfico a seguir (dados adaptados).
Considere que a densidade da água é ρ = 1000 kg/m3 e
constante para todas as profundidades medidas pelo drone.
Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superf́ıcie
e uma profundidade para a qual a temperatura da água
é T = 19 ◦C? Dados: Se necessário, use aceleração da gra-
vidade g = 10 m/s2 aproxime π = 3 e 1 atm = 105 Pa
a) 1,4× 103 Pa
b) 2,0× 104 Pa
c) 4,0× 104 Pa
d) 7,0× 104 Pa
15. FUVEST
Os grandes aviões comerciais voam em altitudes onde o
ar é rarefeito e a pressão atmosférica é baixa. Devido a
isso, eles têm o seu interior pressurizado em uma pressão
igual à atmosférica na altitude de 2000 m . A figura mostra
o gráfico da pressão atmosférica em função da altitude.
A força, em N, a que fica submetida uma janela plana de
vidro, 20× 30 cm2, na cabine de passageiros na altitude de
10000 m , é, aproximadamente,
a) 12400
b) 6400
c) 4800
d) 3200
e) 1600
16. UNESP
Considere as seguintes caracteŕısticas da moeda de R$0,10:
massa = 4,8 g; diâmetro = 20,0 mm; espessura = 2,2 mm.
Admitindo como despreźıvel o efeito das variações de relevo
sobre o volume total da moeda e sabendo que o volume
de um cilindro circular reto é igual ao produto da área da
base pela altura e que a área de um ćırculo é calculada
pela fórmula πr 2, a densidade do material com que é con-
feccionada a moeda de R$0,10 é de aproximadamente
a) 9 g/cm3
b) 18 g/cm3
c) 14 g/cm3
d) 7 g/cm3
e) 21 g/cm3
gabarito − testes
1. C 2. • 3. B 4. B 5. •
6. D 7. C 8. C 9. • 10. D
11. B 12. A 13. C 14. D 15. D
16. D
gabarito − discurs ivas
2. a) 460 N b) 500 N
5. 5,00 × 103 N/ m2
9. a) P = 20,6 atm.