Teorema de Stevin – Pressão Hidrostática– Vasos Comunicantes
Teorema de Stevin – (Pressão Hidrostática) – Vasos Comunicantes
Teorema de Stevin – Pressão no interior de um líquido em repouso
Considere um fluido (líquidos que fluem para as regiões inferiores de um recipiente até preenchê-los totalmente e gases que se expandem para encher os recipientes) em equilíbrio (vertical e horizontal) no interior de um recipiente.
Observe a figura abaixo onde, quem varia é apenas a pressão vertical, e que o líquido que é homogêneo e incompressível está em equilíbrio.
O que você deve saber, informações e dicas
A pressão exercida por uma coluna líquida não depende das dimensões do recipiente que a contém, mas apenas da natureza do líquido, fornecida pela sua densidade (d), do local (g) e da altura da coluna (h).
Uma das consequências do teorema de Stevin é de que todos os pontos de uma superfície horizontal (a uma mesma altura h) suportam a mesma pressão, desde que o líquido seja o mesmo.
Uma das utilidades práticas dessa consequência são os vasos comunicantes onde um mesmo
líquido que está em recipientes de formatos e volumes diferentes, interligados entre si, ficam sempre na mesma altura, pois suportam a mesma pressão.
Os reservatórios de água de uma cidade, interligados aos de uma residência, funcionam como um sistema de vasos comunicantes, onde, devido à tendência de nivelarem suas alturas, os
reservatórios de água da cidade devem estar numa altura superior aos das residências e estes, numa altura superior às das torneiras, chuveiros, descargas, etc.
Exercícios de vestibulares sobre
Teorema de Stevin (Pressão Hidrostática) -
Vasos Comunicantes
01 -(UEPA - PA)
O peixe-gota (“Psychrolutes marcidus”), uma espécie do Pacífico que lembra um senhor velho e
amargurado, foi eleito o animal mais feio do mundo em um concurso organizado na Grã-Bretanha.
O peixe-gota é capaz de suportar uma pressão máxima de 121 vezes a pressão atmosférica.
Nessas condições, a profundidade máxima em que vive este peixe, em metros, é igual a:
a) 600
b) 900
c) 1 200
d) 1 500
e) 1 800
Resolução:
R- C
02- (FPS – PE)
Determine, aproximadamente, a altura da atmosfera da Terra, medida a partir do nível do mar.
Resolução
R- C
03-(UFPR - PR)
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
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.
a) 10
b) 36
c) 361
d) 3 610
e) 72 000
Resolução:
R- C
04 -(ETEC – SP)
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 Pacifico e das Filipinas.
Nesse local, o leito oceânico atinge cerca de 11 000 metros de profundidade.
A pressão e tão grande que os seres que lá habitam tiveram de desenvolver condições especiais
para sua sobrevivência, o que torna impossível traze-los vivos para a superfície.
Considerando que para cada 10 metros de profundidade sob a água, a pressão é acrescida de 1 atm, é correto afirmar que a pressão total suportada pelos seres que vivem no fundo das fossas das Marianas equivale a
(A) 110 atm.
(B) 111 atm.
(C) 1 100 atm.
(D) 1 101 atm.
(E) 1 110 atm.
Resolução:
R- D
05- (PUC - MG)
A figura representa duas caixas d’água, abertas para o ar, interligadas por um cano com uma válvula de passagem.
A caixa da esquerda está cheia. Quando a válvula é aberta, a caixa da direita começa a encher até que o nível da água nas duas caixas seja o mesmo. É CORRETO afirmar:
a) Ao final do processo, a pressão no fundo da caixa à esquerda será menor que no início.
b) Durante o processo, a velocidade de escoamento da água é constante.
c) Ao final do processo, a pressão no fundo da caixa à direita será maior que a pressão no fundo da caixa à esquerda.
d) Durante o processo, a velocidade de escoamento da água aumenta.
Resolução:
Como haverá redução na altura do nível de líquido na caixa da esquerda aumentando o nível da
altura na da direita, pela lei de Stevin, P = d.g.h, a altura h da caixa da esquerda ficará menor que no início tornando a pressão no fundo desta caixa menor.
R- A
06 -(CEDERJ - RJ)
Um aquário contém uma quantidade fixa de água e a pressão que ela exerce no fundo do mesmo é P.
Alternadamente, dois objetos distintos, de mesmo volume, porém de massas distintas, são
colocados dentro do aquário sem derramar água.
O primeiro objeto flutua na água, com apenas uma parte do seu volume submerso. Entretanto, quando o segundo objeto é inserido, ele submerge completamente.
As respectivas pressões exercidas pela água no fundo do aquário em cada um dos casos são
Resolução:
Teorema Fundamental da Hidrostática ou Teorema de Stevin
Observe pelo teorema de Stevin (acima) que quanto maior a altura h da coluna líquida (no caso do fundo do aquário), maior será a pressão devido a água nesse ponto.
R- B
07- (UNCISAL - AL)
Para decidir qual a melhor caixa d’água a ser instalada em uma obra, o responsável utilizou o modelo a seguir, com o objetivo de avaliar a pressão exercida pela caixa na laje e a pressão exercida pela água em um ponto no fundo de cada caixa.
A figura seguinte mostra as caixas d’água I, II e III, de formatos distintos, apoiadas sobre lajes.
As caixas estão fechadas, cheias de água, seus volumes são, respectivamente, 2V, 2V e V, e suas áreas de base (contato) com a laje são, respectivamente, 2A, A e A.
Na figura, estão mostradas as alturas das caixas d’água.
Desconsiderando-se a pressão atmosférica e o peso do material de que são feitas as caixas d’água, qual é a classificação, em ordem crescente, da razão entre a pressão que a caixa d’água exerce sobre a laje e a pressão da água em um ponto na base da caixa?
Resolução:
R- A
08 -(UFMG - MG)
Um reservatório de água é constituído de duas partes cilíndricas, interligadas, como mostrado na figura.
A área da seção reta do cilindro inferior é maior que a do cilindro superior.
Inicialmente, esse reservatório está vazio.
Em certo instante, começa-se a enchê-lo com água, mantendo-se uma vazão constante.
Assinale a alternativa cujo gráfico MELHOR representa a pressão, no fundo do reservatório, em função do tempo, desde o instante em que se começa a enchê-lo até o instante em que ele começa a transbordar.
Resolução
A pressão no fundo do recipiente varia linearmente “função do primeiro grau, reta inclinada” com a altura h (P = d.g.h, mesmo g, mesmo d, depende apenas da altura h) e independe da área de seção reta de cada cilindro, ou seja, independe da quantidade de água ao seu redor.
R- A
09 – ( FCMSC – SP)
Calcule a pressão exercida apenas pela massa de água e a pressão total sobre o fundo do recipiente, em pascals.
Resolução:
10 -(Faculdade de Tecnologia Termomecânica – SP)
O gráfico mostra como varia a pressão num líquido X (linha vermelha) e na água (linha azul), ambos
em equilíbrio e em função da profundidade, a partir de sua superfície livre.
É correto afirmar que a densidade do líquido X, relativamente à da água, é igual a
(A) 0,4.
(B) 0,5.
(C) 0,6.
(D) 0,8.
(E) 0,9
Resolução:
Gráfico do Teorema de Stevin
R- D
11 -(UECE - CE)
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.
Resolução:
A Pressão (P) é uma grandeza física obtida pelo quociente entre a intensidade da força (
) e a área (S) em que a força se distribui. Observe na figura abaixo que é a força (
) que produz a pressão sobre a área S é perpendicular à mesma.
No caso do exercício a força é a hidrostática, devida à pressão hidrostática e também é
perpendicular à área da superfície em cada ponto.
R- A
12 -(UNESP - SP)
Para que se administre medicamento via endovenosa, o frasco deve ser colocado a uma certa altura acima do ponto de aplicação no paciente.
O frasco fica suspenso em um suporte vertical com pontos de fixação de altura variável e se conecta ao paciente por um cateter, por onde desce o medicamento.
A pressão na superfície livre é a pressão atmosférica; no ponto de aplicação no paciente, a
a pressão deve ter um valor maior do que a atmosférica.
Considere que dois medicamentos diferentes precisam ser administrados.
O frasco do primeiro foi colocado em uma posição tal que a superfície livre do líquido se encontra a uma altura h do ponto de aplicação.
Para aplicação do segundo medicamento, de massa específica 1,2 vezes maior que a do anterior, a altura de fixação do frasco deve ser outra. Tomando h como referência, para a aplicação do segundo medicamento deve - se
a) diminuir a altura de h/5.
b) diminuir a altura de h/6.
c) aumentar a altura de h/5.
d) aumentar a altura de 2h/5.
e) aumentar a altura de h/6.
Resolução:
R- B
13- (UFAL - AL)
Resolução:
R- D
14 -(ACAFE - SC)
O instrumento utilizado para medir a pressão arterial é o esfigmomanômetro (um tipo de
manômetro), e os tipos mais usados são os de coluna de mercúrio e o ponteiro (aneróide), possuindo ambos um manguito inflável que é colocada em torno do braço do paciente.
Esta medição é feita no braço, na altura do coração, pois pontos situados no mesmo nível de um líquido (no caso o sangue) estão na mesma pressão.
Essa aplicação está ligada ao princípio de:
Resolução:
Observe na figura abaixo que a pressão no ponto B no interior do líquido é fornecida por
R- D
15 -(FGV - SP)
A figura seguinte mostra o esquema de um reservatório de água e o encanamento que conduz a água até uma torneira fechada.
R- E
Teorema de Stevin – Pressão Hidrostática – Vasos Comunicantes