Hidrostática – 2013 – 2014
HIDROSTÁTICA – 2013 – 2014
01-(FUVEST-SP-014)
Um bloco de madeira impermeável, de massa M e dimensões 2x3x3cm3, é inserido muito lentamente na água de um balde, até a condição de equilíbrio, com metade de seu volume submersa. A água que vaza do balde é coletada e num copo e tem massa m. A figura ilustra as situações inicial e final; em ambos os casos, o balde encontra-se cheio de água até sua capacidade máxima.
A relação entre as massas m e M é tal que
02-(MACKENZIE-SP-014)
Certa piscina contém água, de índice de refração absoluto igual a 4/3, e sua base se encontra 3,00 m
abaixo da superfície livre. Quando uma pessoa, na beira da piscina, olha perpendicularmente para seu fundo (base), terá a impressão de vê-lo Dado: Índice de refração absoluto do ar n = 1
a) 2,25 m mais próximo, em relação à profundidade real.
b) 1,33 m mais próximo, em relação à profundidade real.
c) 0,75 m mais próximo, em relação à profundidade real.
d) 1,33 m mais distante, em relação à profundidade real.
e) 0,75 m mais distante, em relação à profundidade real.
03-(UNESP-SP-014)
Um reservatório tem a forma de um paralelepípedo reto-retângulo com dimensões 2 m, 3 m e 4 m. A figura 1 o representa apoiado sobre uma superfície plana horizontal, com determinado volume de água dentro dele, até a altura de 2 m. Nessa situação, a pressão hidrostática exercida pela água no fundo do reservatório é P1.
A figura 2 representa o mesmo reservatório apoiado de um modo diferente sobre a mesma superfície horizontal e com a mesma quantidade de água dentro dele.
Considerando o sistema em equilíbrio nas duas situações e sendo P2 a pressão hidrostática exercida pela água no fundo do reservatório na segunda situação, é correto afirmar que
04-(UNICAMP-SP-014)
Uma boia de sinalização marítima muito simples pode ser construída unindo-se dois cilindros de mesmas dimensões e de densidades diferentes, sendo um de densidade menor e outro de densidade maior que a da água, tal como esquematizado na figura abaixo. Submergindo-se totalmente esta boia de sinalização na água, quais serão os pontos efetivos mais prováveis de aplicação das forças Peso e Empuxo?
a) Peso em B e Empuxo em B.
b) Peso em C e Empuxo em A.
c) Peso em C e Empuxo em B.
d) Peso em B e Empuxo em C
05-(PUC-MG-014)
Uma bola plástica cheia de ar está presa no fundo de uma piscina. Essa bola se solta e sobe até à
superfície. A bola se desloca em direção à superfície, porque:
a) a água da piscina faz uma força sobre a bola denominada empuxo.
b) o empuxo da água é maior que o peso da bola, enquanto a mesma estiver submersa.
c) enquanto a bola estiver flutuando na superfície da água, seu peso é maior que o empuxo.
d) a densidade da bola e a da água são iguais
06-(PUC-PR-014)
07-(PUC-RJ-014)
Um objeto feito de um material cuja massa específica é de 600 kg/m3 flutua com 3/4 de seu volume
submerso em um líquido cuja a massa específica é desconhecida. Calcule a massa específica deste líquido em g/cm3.
08-(UCPel-RS-014)
Um objeto maciço flutua com 1/3 de seu volume acima da superfície de certo líquido. Assinale a
alternativa que contém a expressão que relaciona a massa específica ρo desse objeto em função da
massa específica ρ do líquido, e que, também, apresenta a consideração inicial que permite
chegarmos à expressão correta.
(A) ρo = 3ρ/2 , a força de empuxo equivale a 1/3 da força peso.
(B) ρo = ρ/3 , a força de empuxo deve ser igual a 2/3 da força peso.
(C) ρo = (2/3)ρ , a força de empuxo deve ser igual a massa do objeto multiplicada pela aceleração
da gravidade local.
(D) ρo = ρ , a força de empuxo é igual à força peso.
(E) Não é possível encontrar a expressão, pois não é conhecido o volume do objeto, nem sua
massa.
09-(UDESC-SC-014)
Considere as proposições relacionadas aos fluidos hidrostáticos.
I. A pressão diminui com a altitude acima do nível do mar e aumenta com a profundidade abaixo da interface ar-água.
II. O elevador hidráulico é baseado no Princípio de Pascal.
III. Sabendo-se que a densidade do gelo, do óleo e da água são iguais a 0,92 g/cm3; 0,80 g/cm3 e 1,0 g/
cm3, respectivamente, pode-se afirmar que o gelo afunda no óleo e flutua na água.
IV. O peso aparente de um corpo completamente imerso é menor que o peso real, devido à ação da força de empuxo, exercida pelo líquido sobre o corpo, de cima para baixo.
Assinale a alternativa correta.
A. ( ) Somente as afirmativas I, II e III são verdadeiras.
B. ( ) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras.
C. ( ) Somente as afirmativas I e II são verdadeiras.
D. ( ) Somente as afirmativas I, III e IV são verdadeiras.
E. ( ) Todas as afirmativas são verdadeiras.
10-(UECE-CE-014)
Três sólidos, um cubo, um cilindro e uma esfera, têm massas iguais e distribuídas
homogeneamente ao longo de seus volumes. Os sólidos flutuam parcialmente submersos em um
mesmo líquido. A relação entre os volumes submersos de cada objeto é
A) Δcub > Δcil > Δesf .
B) Δcub = Δcil > Δesf .
C) Δcub > Δcil = Δesf .
D) Δcub = Δcil = Δesf .
11-(UECE-CE-014)
Considere um cubo imerso em água, conforme a figura a seguir.
No ponto destacado de uma das faces desse cubo, há uma força devido à pressão hidrostática exercida pela água. Assinale o vetor que melhor representa essa força.
12-(UFJF-MG-014)
A figura mostra um tubo em forma de U, aberto nas extremidades, contendo água e mercúrio em equilíbrio. Sendo h1 a
diferença de alturas dos níveis de água nos dois ramos, x a profundidade da coluna de água no ramo da direita, h2 diferença de alturas entre os níveis de mercúrio nos dois ramos do tubo e sabendo-se que a pressão atmosférica é patm, calcule:
a) A pressão na interface água-mercúrio no ramo esquerdo do tubo.
b) A altura h1 em função da altura h2, da densidade da água (ρa) e da densidade do mercúrio (ρm).
13-(UFPA-PA-014)
Uma criança brinca com um balde de água, um barquinho e uma âncora de metal. Na situação “A”,
a criança coloca o barquinho flutuando na água. Na situação “B”, coloca o barquinho flutuando com a âncora dentro do barquinho. Na situação “C”, joga a âncora no fundo do balde e o barquinho flutuando na superfície da água. Denotemos por NA, NB e NC, as alturas da superfície da água do balde nas situações “A”, “B” e “C” respectivamente. Use a lei de Arquimedes para determinar qual das seguintes alternativas é a correta.
(A) NA > NB > NC
(B) NC > NB > NA
(C) NB > NC > NA
(D) NA > NC > NB
(E) NC > NB > NA
14-(UFPR-PR-014)
Com o objetivo de encontrar grande quantidade de seres vivos nas profundezas do mar, pesquisadores utilizando um submarino chegaram até a profundidade de 3.600 m no Platô de São
Paulo. A pressão interna no submarino foi mantida igual à pressão atmosférica ao nível do mar. Considere que a pressão atmosférica ao nível do mar é de 1,0.105 N/m2, a aceleração da gravidade é 10 m/s² e que a densidade da água seja constante e igual a 1,0.10³ kg/m³. Com base nos
conceitos de hidrostática, assinale a alternativa que indica quantas vezes a pressão externa da água sobre o submarino, naquela profundidade, é maior que a pressão no seu interior, se o submarino repousa no fundo do platô.
15-(UFSM-RS-014)
O mergulho profundo pode causar problemas de saúde ao mergulhador devido à alta pressão. Num
mar de águas calmas,
I – a pressão sobre o mergulhador aumenta aproximadamente 1 atm a cada 10m de profundidade.
II – o módulo da força de empuxo que atua sobre o mergulhador cresce linearmente com a profundidade.
III – a diferença de pressão entre os pés e a cabeça do mergulhador, num mergulho vertical, é
praticamente independente da profundidade.
Está(ão) correta(s)
16-(UNEAL-AL-014)
O procedimento adotado para medir a pressão de uma amostra de gás em um
laboratório, onde o módulo da aceleração da gravidade é 10m/s2, está esquematizado
nas figuras.
Na figura I, um reservatório, R, cheio de gás, encontra-se ligado a um manômetro de tubo aberto contendo mercúrio de densidade 13,6g/cm3 e, na figura II, um tubo capilar com a sua extremidade superior fechada está mergulhado em um recipiente aberto contendo mercúrio.
Nessas condições, a pressão exercida pelo gás, em 105 pascal, é de, aproximadamente,
Densidade e pressão
47-(UEM-PR-013)
Analise as alternativas abaixo e assinale o que for correto.
01) No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de densidade volumétrica é o kg/m3.
02) A pressão é uma grandeza escalar.
04) A diferença de pressão entre dois pontos no interior de um líquido homogêneo em repouso é proporcional à diferença da altura entre esses dois pontos.
08) A pressão que uma força exerce sobre um objeto é diretamente proporcional à área sobre a qual a força é aplicada.
16) Quando um corpo é imerso em um líquido, uma força, na direção vertical, é exercida sobre o corpo, e o módulo dessa força é diretamente proporcional ao volume do líquido deslocado
48-(PUC-RJ-013)
Um recipiente contém 0,0100 m3 de água e 2000 cm3 de óleo. Considerando-se a densidade da água
1,00 g/cm3 e a densidade do óleo 0,900 g/cm3, a massa, medida em quilogramas, da mistura destes líquidos é:
(A) 11,8 (B) 101,8 (C) 2,8 (D) 28 (E) 118
Teorema de Stevin – pressão hidrostática – vasos comunicantes
37-(UNESP-SP-013)
O relevo submarino de determinada região está representado pelas curvas de nível mostradas na figura, na qual os valores em metros representam as alturas verticais medidas em relação ao nível de referência mais profundo, mostrado pela linha vermelha.
Dois peixes, 1 e 2, estão inicialmente em repouso nas posições indicadas e deslocam-se para o ponto P, onde param novamente. Considere que toda a região mostrada na figura esteja submersa, que a água do mar esteja em equilíbrio e que sua densidade seja igual a 103 kg/m3. Se g = 10 m/s2 e 1 atm = 105 Pa, pode-se afirmar, considerando-se apenas os pontos de partida e de chegada, que, durante seu movimento, o peixe
(A) 2 sofreu uma redução de pressão de 3 atm. (B) 1 sofreu um aumento de pressão de 4 atm.
(C) 1 sofreu um aumento de pressão de 6 atm. (D) 2 sofreu uma redução de pressão de 6 atm.
(E) 1 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.
38-(ENEM-MEC-012)
O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20 kPa. A figura mostra a instalação hidráulica com a caixa d’água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha.
O valor da pressão da água na ducha está associado à altura
a) h1 b h2 c) h3 d h4 e h5
Experiência de Torricelli
35-(UNESP-SP-013)
Seis reservatórios cilíndricos, superiormente abertos e idênticos (A, B, C, D, E e F) estão apoiados sobre uma superfície horizontal plana e ligados por válvulas (V) nas posições indicadas na figura.
Com as válvulas (V) fechadas, cada reservatório contém água até o nível (h) indicado na figura. Todas as válvulas são, então, abertas, o que permite a passagem livre da água entre os reservatórios, até que se estabeleça o equilíbrio hidrostático. Nesta situação final, o nível da água, em dm, será igual a
(A) 6,0 nos reservatórios de A a E e 3,0 no reservatório F.
(B) 5,5 nos reservatórios de A a E e 3,0 no reservatório F.
(C) 6,0 em todos os reservatórios.
(D) 5,5 em todos os reservatórios.
(E) 5,0 nos reservatórios de A a E e 3,0 no reservatório F.
Princípio de Pascal
25-UERJ-RJ-013)
Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na qual as forças F1 e F2 atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II.
Admita que os cilindros estejam totalmente preenchidos por um líquido.
O volume do cilindro II é igual a quatro vezes o volume do cilindro I, cuja altura é o triplo da altura do cilindro II.
A razão F2/F1 entre as intensidades das forças, quando o sistema está em equilíbrio, corresponde a:
(A) 12 (B) 6 (C) 3 (D) 2
26-(ESPCEX-013)
Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a 4.10-4 m2.
O automóvel a ser elevado tem peso de 2.104N e está sobre o êmbolo maior de área 0,16m2.
A intensidade mínima da força que dever ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar o automóvel é de
a) 20 N b) 40 N c) 50 N d) 80 N e) 120 N
27-(UNESP-SP-013)
O sifão é um dispositivo que permite transferir um líquido de um recipiente mais alto para outro mais baixo, por meio, por exemplo, de uma mangueira cheia do mesmo líquido. Na figura, que representa, esquematicamente, um sifão utilizado para transferir água de um recipiente sobre uma mesa para outro no piso, R é um registro que, quando fechado, impede o movimento da água. Quando o registro é aberto, a diferença de pressão entre os pontos A e B provoca o escoamento da água para o recipiente de baixo.
Considere que os dois recipientes estejam abertos para a atmosfera, que a densidade da água seja igual a 103 kg/m3
e que g = 10 m/s2. De acordo com as medidas indicadas na figura, com o registro R fechado, a diferença de pressão
PA – PB, entre os pontos A e B, em pascal, é igual a
(A) 4000. (B) 10000. (C) 2000. (D) 8000. (E) 12000
Teorema de Arquimedes – Empuxo
67-(UNIFESP-SP-013)
Um objeto maciço cilíndrico, de diâmetro igual a 2,0 cm, é composto de duas partes cilíndricas distintas, unidas por uma cola de massa desprezível. A primeira parte, com 5,0 cm de altura, é composta por uma cortiça com densidade volumétrica 0,20 g/cm3.
A segunda parte, de 0,5 cm de altura, é composta por uma liga metálica de densidade volumétrica 8,0 g/cm3. Conforme indica a figura, o objeto encontra-se em repouso, parcialmente submerso na água, cuja densidade volumétrica é 1,0 g/cm3.
Nas condições descritas relativas ao equilíbrio mecânico do objeto e considerando π aproximadamente igual a 3, determine:
a) a massa total, em gramas, do objeto cilíndrico.
b) a altura, em centímetros, da parte do cilindro submerso na água.
68-(UFV-MG-013)
Para poder emergir e submergir (afundar), um submarino utiliza tanques de lastro. Esses tanques ficam vazios quando o submarino está na superfície da água e se enchem de água do mar, de modo a permitir sua submersão.
As figuras A, B e C ilustram, respectivamente, situações em que um submarino encontra-se na superfície, submergindo e totalmente submerso. Sabendo que a água do mar tem densidade de aproximadamente 1000 kg/m3, que o volume de um submarino é de 1500 m3 e quesua massa (sem lastro) é de 1300 ton (toneladas), o volume de água necessário para que o submarino permaneça totalmente submerso e em equilíbrio é igual a:
a) 300 m3 b) 200 m3 c) 500 m3 d) 100 m3
69-(UFV-MG-013)
As medidas aproximadas do transatlântico Costa Concórdia, que colidiu recentemente com uma pedra são:
massa de 1,2.108kg, comprimento de 300 m, largura de 40 m e altura de 60 m. Supondo que o formato do navio seja o de um paralelepípedo, podemos estimar a profundidade mínima que o mar deve possuir para que o navio possa flutuar livremente. Considerando que o módulo da aceleração gravitacional é 10 m/s2 e a densidade da água do mar como sendo de 1 g/cm3, é CORRETO afirmar que essa profundidade mínima é:
a) 10,0 m b) 50,0 m c) 06,7 m d) 53,3 m
70-(UFRN-RN-013)
Um balão de ar quente é constituído por um saco de tecido sintético, chamado envelope, o qual é capaz de conter ar aquecido.
Embaixo do envelope, há um cesto de vime, para o transporte de passageiros, e uma fonte de calor, conforme ilustra a figura a seguir.
Para que o balão suba, aquece-se o ar no interior do envelope e, com isso, inicia-se a flutuação do balão. Essa flutuação ocorre porque, com o aquecimento do ar no interior do envelope,
A) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão menor que o empuxo.
B) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso menor que o empuxo.
C) a densidade do ar diminui, tornando o peso do balão maior que o empuxo.
D) a pressão externa do ar sobre o balão aumenta, tornando seu peso maior que o empuxo.