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RACIOCÍNIO LÓGICO

HIDROSTÁTICA

Como esse conteúdo envolve muita teoria, em caso de dúvidas você pode encontrá-la em

fisicaevestibular.com.br – Mecânica – Hidrostática)

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:

Dados: Pressão atmosférica = 10⁵ N/m²; Densidade da água = 10³ kg/m³; Aceleração da gravidade = 10 m/s².

02-(UEPA-PA)

As balsas estão entre os veículos mais utilizados para transporte nos rios da Amazônia, pois

apresentam espessuras relativamente pequenas, o que lhes permite navegar em rios com trechos

de pouca profundidade.

Considere um modelo simplificado de balsa, cujo casco tem a forma de

um paralelepípedo de dimensões 30 m X 10 m X 2 m, e suponha que essa balsa esteja navegando em

um trecho de rio de 1,8 m de profundidade.

Admitindo que essa balsa tenha uma massa de 150 t e que a distância mínima de segurança do fundo do casco para o leito do rio seja de 1 m, afirma-se que a sua capacidade máxima de carga para poder navegar sem problemas nesse trecho de rio, em t, é igual a:

Dado: Aceleração da gravidade = 10 m/s²; Densidade da água = 10³ kg/m³.

03-(UFPA-PA)

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 N_A, N_B e N_C, 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) N_A > N_B > N_C 

(B) N_C > N_B > N_A 

(C) N_B > N_C > N_A 

(D) N_A > N_C > N_B 

(E) N_C > N_B > N_A

04-(UFRGS-RS)

Na figura abaixo, estão representados três blocos (A, B e C) de mesmas dimensões, que estão em equilíbrio mecânico na água.

Os blocos A e B têm, respectivamente, 3/4 e 1/4 de seus volumes acima da superfície, enquanto o bloco C está totalmente submerso.

Considerando que o bloco C tem peso P, os pesos de A e B são, respectivamente,

05-(ACAFE-SC)

Buscando aumentar a resistência dos músculos de um paciente, um fisioterapeuta elaborou um

exercício de hidroginástica com o auxilio de uma bola.

O exercício consistia na atividade de baixar uma bola de raio r metros e massa 0,4 kg até que sua base ficasse a uma profundidade de h metros da superfície da água.

Após a realização do exercício algumas vezes, o fisioterapeuta observou que quando o paciente abandonava a bola daquela profundidade ela subia certa altura acima da superfície da água.

Decidiu, então, com o auxilio do gráfico abaixo, que despreza a força de resistência da água e mostra o aumento da velocidade da bola enquanto está totalmente submersa, investigar o movimento da bola, e fez algumas suposições a respeito desse movimento.

Desprezando a resistência do ar, considerando que a bola sobe em linha reta e utilizando o gráfico,

verifique quais das suposições levantadas pelo fisioterapeuta estão corretas. (considere a posição zero na profundidade máxima)

l. O módulo do empuxo é maior que o módulo do peso enquanto a bola estiver toda submersa.

ll. A medida que a bola sobe de 0 até 0,50m o empuxo sobre ela diminui até que se iguala

numericamente ao peso.

Ill. De acordo com o gráfico, após o abandono da bola na profundidade indicada, até imediatamente

antes de tocar a superfície da água, a bola sofre um empuxo superior a 15 N.

lV. O empuxo sobre a bola na profundidade de 0,66m é o dobro do empuxo sobre a bola na

profundidade de 0,25m.

V. Quando a bola começa a sair da água, o empuxo que a água exerce sobre ela diminui até que se

anula, quando ela está totalmente fora da água, porém, nesse intervalo de tempo sua velocidade

aumenta para depois começar a diminuir.

Todas as afirmações corretas estão em:

06-(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.

07-(UECE-CE)

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) Δ_cub > Δ_cil > Δ_esf .

B) Δ_cub = Δ_cil > Δ_esf .

C) Δ_cub > Δ_cil = Δ_esf .

D) Δ_cub = Δ_cil = Δ_esf .

08-(UPE-PE)

Um bloco de volume V = 0,25 m³ e massa 0,05 kg está preso a um fio ideal e completamente imerso em um líquido de densidade ρ = 400 kg/m³ contido em uma caixa selada, conforme ilustra a figura.

Sabendo-se que a tensão no fio nessa situação é igual a 89,5 N, determine o módulo da reação normal da superfície superior da caixa sobre o bloco.

a) 0,0 N

b) 89,0 N

c) 910,0 N

d) 910,5 N

e) 1000,0 N

09-(PUC-SP) 

Uma esfera oca de alumínio tem massa de 50g e volume de 30cm³.

O volume da parte vazia é de 10cm³. Pede-se:

a) a densidade da esfera

b) a massa específica do alumínio

10-(CEFET-MG) 

A  figura 1 representa quatro barras metálicas maciças de mesmo volume.

Essas barras foram fundidas e, parcelas iguais de suas massas, usadas na construção de novas barras maciças A, B, C, D, mais finas e de diâmetros idênticos, mostradas na figura 2.

Os metais 1, 2, 3 e 4 foram usados, respectivamente, na fabricação das barras

a) C, A, B, D.                  b) C, B, A, D.                        c) B, D, C, A.                  d) A, D, B, C.

11-(ENEM-MEC)  

Pelas normas vigentes, o litro do álcool hidratado que abastece os veículos deve ser constituído de 96% de álcool puro e 4% de água(em volume).

As densidades desses componentes são dados a seguir.

Água = 1000 g/L   álcool = 800g/L

Um técnico de um órgão de defesa do consumidor inspecionou cinco postos suspeitos de venderem álcool hidratado fora das normas.

Colheu, então uma amostra do produto de cada posto e mediu a densidade de cada uma delas.

Obteve os seguintes reusltados:

A partir desses dados, o técnico pôde concluir que estavam com o combustível adequado somente os postos

12- (UNIFOR-CE)

Um corpo sólido, de massa 90 g e volume 100 cm³, encontra-se no fundo de um recipiente de um líquido de densidade 0,60 g/cm³.

Misturando-se um outro líquido de densidade 1,5g/cm³, o corpo começa a flutuar quando a densidade da mistura, em g/cm³, for superior a:

13-(UNICAMP-SP) 

O avião estabeleceu um novo paradigma nos meios de transporte.

Em 1906, Alberto Santos-Dumont realizou em Paris um vôo histórico com o 14 Bis.

A massa desse avião, incluindo o piloto, era de 300kg, e a área total das duas asas era de aproximadamente 50m².

A força de sustentação de um avião, dirigida verticalmente de baixo para cima, resulta da diferença de pressão entre a parte inferior e a parte superior das asas.

O gráfico representa, de forma simplificada, o módulo da força de sustentação aplicada ao 14 Bis em função do tempo, durante a parte inicial do vôo.

a) Em que instante a aeronave decola, ou seja, perde contato com o chão?

b) Qual é a diferença de pressão entre a parte inferior e a parte superior das asas, ΔP = P_(inf) – P_(sup) , no instante t = 20s? (g = 10 ms²)

14-(UFPR-PR)

Quatro cubos metálicos homogêneos e iguais, de aresta 10^-1m, acham-se dispostos sobre um plano.

Sabe-se que a pressão aplicada pelo conjunto sobre um plano é 10³ N/m². Adotando g = 10 m/s², calcule a densidade dos cubos.

15-(UFRJ-RJ)  

Uma ventosa comercial é constituída por uma câmara rígida que fica totalmente vedada em contato com uma placa, mantendo o ar em seu interior a uma pressão P_int = 0,95x10⁵ N/m².

A placa está suspensa na horizontal pela ventosa e ambas estão no ambiente à pressão atmosférica usual, P_atm = 1,00x10⁵ N/m², como indicado nas figuras a seguir.

A área de contato A entre o ar dentro da câmara e a placa é de 0,10 m². A parede da câmara tem

espessura desprezível, o peso da placa é 40N e o sistema está em repouso.

Calcule o módulo da força vertical de contato entre a placa e as paredes da câmara da ventosa.

16-(FUVEST-SP)

Água e etanol misturam-se completamente, em quaisquer proporções.

Observa-se que o volume final da mistura é menor do que a soma dos volumes de etanol e de água empregados para prepará-la.

O gráfico acima mostra como a densidade varia em função da porcentagem de etanol (em volume) empregado para preparar a mistura (densidades medidas a 20^oC).

Se 50 mL de etanol forem misturados a 50 mL de água, a 20^oC, o volume da mistura resultante, a essa mesma temperatura, será de, aproximadamente,

17-(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.

18-(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 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 encontra-se 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.

19-(UFAL-AL)  

Uma torneira aberta derrama água à vazão constante de 100 mL por segundo numa caixa d’água cúbica de volume 1 m³, inicialmente vazia.

Após algum tempo, a torneira é fechada, e a pressão medida no fundo da caixa, devido à água derramada, é igual a 10³ Pa.

Considere a densidade da água e a aceleração da gravidade respectivamente iguais a 1 kg/L e 10 m/s².

Durante quanto tempo, em segundos, a torneira permaneceu aberta?

a) 10^o                                

b) 10¹                                

c) 10²                                          

d) 10³                                        

e) 10⁴ 

20-(ENEM-MEC)

Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga está esquematizado na figura.

Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e aumenta o nível no vaso, até cobrir o sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto maior a profundidade, maior a pressão. Assim, a água desce levando os rejeitos até o sistema de esgoto.

A válvula da caixa da descarga se fecha e ocorre o seu enchimento.

Em relação às válvulas de descarga, esse tipo de sistema proporciona maior economia de água.

A característica  de funcionamento que garante essa economia é devida

A) à altura do sifão de água.

B) ao volume do tanque de água.

C) à altura do nível de água no vaso.

D) ao diâmetro do distribuidor de água.

E) à eficiência da válvula de enchimento do tanque.

21-(UEG-GO) Uma maneira de observar a pressão exercida por uma "coluna de líquido" é efetuar orifícios numa garrafa plástica de dois litros (como as de refrigerante) e enchê-las de água.

A seguir, são apresentadas três situações experimentais bem simples.

Tendo em vista as informações apresentadas, é INCORRETO afirmar:

a) Na situação (I), com a garrafa tampada, a água não escoará, enquanto com a garrafa aberta a água jorrará pelo orifício.

b) Na situação (II), com a boca da garrafa totalmente tampada, a água não escoará pelos orifícios, porém, retirando-se a tampa, a água jorrará pelos dois orifícios.

c) Na situação (III), com a garrafa aberta, a água jorrará com menor velocidade pelo orifício superior do que pelo orifício inferior.

d) Na situação (III), tampando-se a boca da garrafa, a água jorrará apenas pelo orifício superior.

22-(UFRJ-RJ) Aristóteles acreditava que a natureza tinha horror ao vácuo.

Assim, segundo Aristóteles, num tubo como o da figura, onde se produzisse o vácuo pela elevação de um êmbolo, a água subiria até preencher totalmente o espaço vazio.

Séculos mais tarde, ao construir os chafarizes de Florença,os florentinos descobriram que a água

recusava-se a subir, por sucção mais do que 10 metros.

Perplexos, os construtores pediram a Galileu que explicasse esse fenômeno.

Após brincar dizendo que talvez a Natureza não abominasse mais o vácuo acima de 10 metros, Galileu sugeriu que Torricelli e Viviani, então seus alunos, obtivessem a explicação; como sabemos, eles conseguiram.

Com os conhecimentos de hoje, explique porque a água recusou-se a subir mais que 10 metros.

23-(UNESP-SP) Uma pessoa, com o objetivo de medir a pressão interna de um botijão de gás contendo butano, conecta à válvula do botijão um manômetro em forma de U, contendo mercúrio.

Ao abrir o registro R, a pressão do gás provoca um desnível de mercúrio no tubo, como ilustrado na figura. Considere a pressão atmosférica dada por 10⁵ Pa, o desnível h = 104 cm de Hg e a secção do tubo 2 cm².

Adotando a massa específica do mercúrio igual a 13,6 g/cm³ e g = 10 m/s², calcule

a) a pressão do gás, em pascal.

b) a força que o gás aplica na superfície do mercúrio em A.

(Advertência: este experimento é perigoso. Não tente realizá-lo.)

24-(FUVEST-SP) Um tanque industrial, cilíndrico, com altura total H_o = 6,0m, contém em seu interior água até uma altura h_o, a uma temperatura de 27°C (300 K).

O tanque possui um pequeno orifício A e, portanto, está à pressão atmosférica P_o, como esquematizado em I.

No procedimento seguinte, o orifício é fechado, sendo o tanque invertido e aquecido até 87°C (360 K).

Quando o orifício é reaberto, e mantida a temperatura do tanque, parte da água escoa, até que as pressões no orifício se equilibrem, restando no interior do tanque uma altura h₁ = 2,0 m de água, como em II.

Determine

a) a pressão P₁, em N/m², no interior do tanque, na situação II.

b) a altura inicial h_o da água no tanque, em metros, na situação I.

25-(CPS-SP) No início do século XX, a indústria e o comércio da cidade de São Paulo possibilitaram uma qualidade de vida melhor para seus habitantes.

Um dos hábitos saudáveis, ligados à higienização bucal, foi a utilização de tubos de pasta dental e as respectivas escovas de dente.

Considerando um tubo contendo pasta dental de densidade homogênea, uma pessoa resolve apertá-lo.

A pressão exercida sobre a pasta, dentro do tubo, será:

a) maior no fundo do tubo, se apertar no fundo.     

b) menor no fundo do tubo, se apertar perto do bico de saída.

c) maior no meio do tubo, se apertar no meio.       

d) menor no fundo do tubo, se apertar no meio.

e) igual em todos os pontos, qualquer que seja o local apertado.

26-(MACKENZIE-SP)

O diagrama da figura mostra o principio do sistema hidráulico do freio de um automóvel.

Quando uma força de 50N é exercida no pedal, qual a força aplicada pelo êmbolo de 80mm² de área?

a) 100N                       

b) 200N                      

c) 300N                        

d) 400N                            

e) 500N

27-(UFRN-RN)

Do ponto de vista da Física, o sistema de freios dos carros atuais é formado por uma alavanca e por uma prensa hidráulica.

Enquanto a alavanca tem a capacidade  de ampliação da força aplicada por um fator igual à razão direta de seus braços, a prensa hidráulica amplia a força da alavanca na razão direta de suas áreas. Finalmente, a força resultante aciona os freios, conforme mostrado na figura, fazendo o

veículo parar.

Considere que a alavanca tem braço maior,  L, igual a 40cm e braço menor , l, igual a 10cm, e a prensa hidráulica apresenta êmbolos com área maior, A, oito vezes maior que a área menor, a. Levando em consideração as características descritas  acima, tal sistema de freios é capaz de fazer a força exercida no pedal dos freios, pelo motorista, aumentar

28-(FUVEST-SP) Um recipiente cilíndrico vazio flutua em um tanque de água com parte de seu volume submerso, como na figura (fig. 1).

O recipiente possui marcas graduadas igualmente espaçadas, paredes laterais de volume desprezível e um fundo grosso e pesado.

Quando o recipiente começa a ser preenchido, lentamente, com água, a altura máxima que a água pode atingir em seu interior, sem que ele afunde totalmente, é melhor representada por

29-(UFSM-RS) A posição dos peixes ósseos e seu equilíbrio na água são mantidos, fundamentalmente, pela bexiga

natatória que eles possuem.

Regulando a quantidade de gás nesse órgão, o peixe se situa mais ou menos elevado no meio aquático.

"Para _______________ a profundidade, os peixes ______________ a bexiga natatória e, com isso, _______________ a sua densidade."

Selecione a alternativa que preenche corretamente as lacunas.

a) aumentar - desinflam – aumentam         

b) aumentar - inflam – diminuem         

c) diminuir - inflam - aumentam

d) diminuir - desinflam – diminuem          

e) aumentar - desinflam – diminuem

30-(UFSM-RS) Na Figura (I), um recipiente com água está sobre uma balança que marca um certo valor P para o peso do conjunto (água + recipiente).

Coloca-se uma esfera de chumbo imersa na água do recipiente suspensa por um fio ideal, como mostra a Figura (II). Assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

(01) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso P mais o peso da esfera de chumbo.

(02) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso igual a P.

(04) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso P mais o peso da água deslocada pela esfera de chumbo.

(08) Na situação da Figura (II), a balança marca um peso igual a P mais o peso da esfera de chumbo menos a tensão do fio.

(16) Na situação da figura (II), a balança marca um peso igual a P menos a tensão do fio.

31-(UFPE-PE)

Um bloco homogêneo e impermeável, de densidade d = 0,25 g/cm³, está em repouso, imerso em um tanque completamente cheio de água e vedado, como mostrado na figura.

Calcule a razão entre os módulos da força que o bloco exerce na tampa superior do tanque e do peso do bloco.

32-(UNESP-SP) A figura  representa um recipiente cilindrico vazio flutuando na água, em repouso. A área da base desse cilindro é 80cm².

a) Qual a massa desse recipiente?

b) Suponha que uma estudante coloque, um a um, chumbinhos de pesca iguais, de 12g cada um, dentro desse recipiente, mantendo sua base sempre horizontal. Qual o número máximo de chumbinhos que podem ser colocados nesse recipiente sem que ele afunde?

c) Ultimamente, têm sido detectados fortes indícios de que já houve água no estado líquido em Marte. 

Se essa experiência fosse feita em Marte, seus resultados mudariam? Justifique. Suponha que a densidade e o estado físico da água permaneçam inalterados. (Dados: d_água = 1.000kg/m³; g_Terra = 10 m/s² e g_Marte = 3,7 m/s²)

33-(UFRJ-RJ) Realizando um experimento caseiro sobre hidrostática para seus alunos, um professor pôs, sobre uma balança, um recipiente graduado contendo água e um pequeno barco de brinquedo, que nela flutuava em repouso, sem nenhuma quantidade de água em seu interior. 

Nessa situação, a turma constatou que a balança indicava uma massa M₁ e que a altura da água no recipiente era h₁.

Em dado instante, um aluno mexeu inadvertidamente no barco. O barco encheu de água, foi para o fundo do recipiente e lá permaneceu em repouso.

Nessa nova situação, a balança indicou uma massa M₂ e a medição da altura da água foi h₂.

a) Indique se M₁ é maior, menor ou igual a M₂. Justifique sua resposta.

b) Indique se h₁ é maior, menor ou igual a h₂. Justifique sua resposta.

34-(ITA-SP) Um cubo maciço homogêneo com 4,0 cm de aresta flutua na água tranquila de uma pequena lagoa, de modo a manter 70% da área total da sua superfície em contato com a água, conforme mostra a figura.

A seguir, uma pequena rã se acomoda no centro da face superior do cubo e este se afunda mais 0,50 cm na água.

Assinale a opção com os valores aproximados da densidade do cubo e da massa da rã, respectivamente.

a) 0,20 g/cm3 e 6,4 g                    

b) 0,70 g/cm3 e 6,4 g                      

c) 0,70 g/cm3 e 8,0 g                      

d) 0,80 g/cm3 e 6,4 g  

 35-(UFG-GO)

Os carros modernos utilizam freios a disco em todas as rodas, e o acionamento é feito por um

sistema hidráulico fechado, que é acionado quando o motorista pisa no pedal de freio.

Neste sistema, ao mover o pistão, as pastilhas de freio entram em contato com o disco nos dois lados.

Considere que um carro de 500 kg, viajando a uma velocidade de 20 m/s, precisa parar imediatamente.

O motorista o faz sem deslizamento dos pneus, dentro de uma distância de 20 m. Considerando-se o exposto, calcule:

a) A força média com que cada pistão pressiona o disco de freio. Use 0,8 como o coeficiente de atrito entre a pastilha e o disco.

b) A pressão do óleo que empurra o pistão. Use o diâmetro de 4 cm para esse pistão.

36-(UFJF-MG)

Os pneus dianteiros de um automóvel foram calibrados com 30 lb/pol² (21.10⁴N/m²) e os pneus traseiros com 32 lb/pol² (22.10⁴N/m²).

A área de contato dos pneus com o solo é cerca de 110 cm² em cada um deles.

Sabe-se que a pressão indicada pelo calibrador é a diferença entre a pressão interna e a pressão atmosférica.

a) É possível estimar o peso de um automóvel conhecendo a pressão dos pneus e a área de contato dos mesmos com o solo? Justifique por quê.

b) Calcule o peso aproximado do automóvel do exemplo citado.

Resoluções comentadas dos exercícios de vestibulares sobre

Hidrostática

01-

Aplicando o teorema de Stevin --- pressão hidrostática devido apenas à altura da coluna de água --- P=d_água.g.h --- P_máx=120P_atm --- 120.P_atm= d_água.g.h --- 120.10⁵ = 10³.10.h --- h=120.10⁵/10⁴ --- h=1200m.

R- C

02- Cálculo da altura h da parte imersa com a balsa de massa m=150000kg sem carga --- o empuxo E, força vertical e para cima corresponde ao peso do volume de líquido deslocado, no caso, o volume de um paralelepípedo de comprimento 30m, largura 10m e altura h --- E=d_água.g.V_imerso --- E=10³.10. (30.10.h) --- E=300.10⁴h.

Peso da balsa sem carga --- P=mg=150.10³.10 --- P=150.10⁴N.

Estando a balsa em equilíbrio vertical, flutuando, o peso deve anular o empuxo --- P = E --- 150.10⁴ = 300.10⁴h --- h=150/300 ---h=0,5m (altura da balsa imersa com ela descarregada).

Observe atentamente na figura que, quando a carga de peso P’ for colocada, a balsa deve afundar

mais 0,3m, pois distância mínima de segurança do fundo do casco para o leito do rio deve ser de 1m.

Assim, o volume de água deslocado por essa carga corresponde ao de um paralelepípedo de comprimento 30m, largura 10m e altura h’=0,3m --- V’=30.10.0,3=90m³ e o empuxo produzido será:

E’=d_água.V.g=10³.90.10 --- E’=90.10⁴N.

Esse empuxo é igual ao peso da carga colocada sobre a balsa P’=90.10⁴N.

R- D

03- O empuxo (força vertical e para cima) é igual ao peso do volume de líquido deslocado e assim, quanto maior o pesomaior será o volume de líquido deslocado e consequentemente, maior será a altura da superfície da água do balde.

Maior peso B (barco + âncora dentro, deslocam maior volume de água) --- menor peso A (barco sem

âncora, desloca menor volume de água) --- intermediário C (volume deslocado somente pelo barco ) + volume deslocado somente pela âncora).

R- C

04- Bloco C totalmente imerso V_imerso=V_corpo e em equilíbrio mecânico --- E_c = P_c=P --- d_água.v_imerso.g =P (I).

Bloco A 1/4 imerso e em equilíbrio mecânico --- E_A= P_A --- d_água.V_imerso.g = d_água.(1/4)V.g=P_A --- compare com (I) --- P/4 = P_A.

Bloco B 3/4 imerso e em equilíbrio mecânico --- E_A= P_A --- d_água.V_imerso.g = d_água.(3/4)V.g=P_A --- compare com (I) --- 3P/4 = P_A.

R- B.

05- I. Correta --- veja pelo gráfico que, enquanto totalmente submersa ela sobe com aceleração constante e sujeita a umaforça resultante para cima sendo que, nesse caso, o módulo do empuxo

(força vertical e para cima) deve ser maior que o módulo do peso (força vertical e para baixo).

II. Falsa --- de 0 a 0,5m a bola está totalmente imersa e o empuxo de intensidade E=d_água.V_bola.g é constante, pois todas as grandezas (d_água.V_bola.g) são constantes.

III. Correta --- enquanto totalmente imersa a bola, que partiu do repouso V_o=0 e, após subir h=0,5m atingiu V=7m/s até chegar à superfície, subindo com aceleração de valor --- equação de Torricelli --- V² = V_o² + 2.a.h --- 7² = 0² + 2.a.0,5 --- a=49m/s².

Como ela sobe o módulo do empuxo é maior que o módulo do peso --- F_R=m.a --- E – P = m.a ---

E – mg = m.a --- E – 0,4.10 = 0,4.49 --- E= 19,6 + 4 --- E=23,6N.

IV. Falsa --- veja (II)

V. Correta --- a medida que a bola vai saindo da água o empuxo (peso do volume de líquido deslocado) vai diminuindo até que, quando ela está totalmente fora da água, não desloca mais água e o empuxo é nulo.

A respeito das velocidades veja figuras abaixo:

R- C

06- 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 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.

07- Peso de cada corpo --- P_c=d_c.v_cg=m_cg --- Empuxo de cada corpo --- E=d_L.V_i.g --- como estão flutuando estão em equilíbrio e P = E --- m_c.g = d_L.V_i.g --- V_i=m_c/d_L --- como a massa do corpo é a mesma e o líquido é o mesmo (mesma d_L) o volume imerso é o mesmo para os três sólidos.

R- D

08- Peso do bloco --- P=mg=0,05.10 --- P=0,5N.

Força de tensão no fio --- fornecida T=89,5N.

Empuxo --- E=ρ.V.g=400.0,25.10 --- E=1000N.

Na figura abaixo estão colocadas todas as forças que agem sobre o bloco que, como está em

equilíbrio a força resultante sobre ele deve ser nula e, para que isso ocorra --- E = P + T + N ---

1000 = 89,5 + 0,5 + N --- N=910N.

R- C

08- Em cada litro de álcool hidratado têm-se  ---  0,96L de álcool (96%) e 0,04L de água (4%)  ---  massa de álcool  ---  d_álcool=m_álcool/V_álcool  --- 800g/L=m_álcool/0,96L  --- m_álcool=768g  ---  massa de água  ---  d_água=m_água/V_água  ---  1.000g/L=m_água/0,04L  --- m_água=40g  ---  d_mistura=(m_álcool +m_água)/V_mistura=(768 + 40)/1  ---  d_mistura=808g/L  --- R- E

09- a) a densidade da esfera leva em conta o volume total  ---  d=m/v=50/30  ---  d=1,7g/cm³

b) a massa específica leva em conta apenas a parte de volume que contém alumínio  ---  ρ=m/v=/50(30 – 10)  ---  ρ=2,5g/cm³

10- figura 1  ---   sendo o mesmo volume, o corpo de maior massa terá maior densidade  ---  d₄>d₁>d₃>d₂  ---  figura 2  ---  d=m/V  ---  como a massa é a mesma para cada bloco, aquele que tiver maior densidade terá menor volume  ---  V₄<V₁<V₃<V₂  ---  4(A); 1(B); 3(C) e 2(D)  ---  R- C

11- Em cada litro de álcool hidratado têm-se  ---  0,96L de álcool (96%) e 0,04L de água (4%)  ---  massa de álcool  ---  d_álcool=m_álcool/V_álcool  --- 800g/L=m_álcool/0,96L  --- m_álcool=768g  ---  massa de água  ---  d_água=m_água/V_água  ---  1.000g/L=m_água/0,04L  --- m_água=40g  ---  d_mistura=(m_álcool +m_água)/V_mistura=(768 + 40)/1  ---  d_mistura=808g/L  --- R- E

12- Quando o corpo estiver na iminência de flutuar, a densidade do corpo é igual à do líquido (mistura)  ---  d_mistura=d_corpo=m/V=90/100  ---  d=0,9g/cm³  ---  R- A 

13- a) O avião decola a partir do instante de t=10 s, pois é a partir deste instante que a força de sustentação supera o peso da aeronave, que é de 3000 N.

b) Pelo gráfico em t = 20s tem-se uma força de sustentação F = 3000 N  ---  essa força atua sobre uma área de S=50m²  ---  Δp = F/S = 3000/50  ---  ΔP=60N/m²=60Pa

14-  A área de contato é a do cubo inferior  ---  S=10^-1.10^-1  ---  S=10^-2m²   ---  P=F/S  ---  10³=F/10^-2  ---  F=10N=peso dos 4 cubos  ---cada cubo tem p=10/4=2,5N  ---  m=2,5/10  ---  m=0,25kg  ---  d=m/V =0,25/10^-3  ---  d=250kg/m³

15- P_int = 0,95.10⁵N/m²  ---  P_atm = 1,00.10⁵ N/m²  ---  A = 0,10 m²  ---  P = 40 N  --- na placa agem as seguintes forças  ---   P- peso da placa  --- F- força devida à diferença entre as pressões externa e interna na câmara  ---  N - força vertical de contato entre as paredes da câmara e a placa  ---  essas forças são mostradas na figura:

A resultante das forças que agem sobre a placa é nula, pois ela está em equilíbrio  ---  N + P = F  ---  N=F – P=(P_atm – P_int).A - P  ---  N=(1,00 – 0,95).10⁵.(0,10) – 40=500 – 40  ---  N=460N

16- Sendo a densidade da água d_água=1,00g/mL (quando você tem 0% de etanol) ---  1,00g – 1mL  ---  m_água g  ---  50mL  ---  m_água =50g  ---  sendo a densidade do etanol d_etanol=0,79g/mL(quando você tem 100% de etanol)  ---  0,79g – 1mL  ---  m_etanol g  ---  50mL  ---  m_etanol =39,5g  ---  massa total de água a 20^oC  ---  m_total= 50g (água) + 39,5g (etanol)=89,5g (água + etanol)  ---  se você observar no gráfico verá que a densidade da mistura que contém 50% de etanol vale d_mistura=0,93g/mL  ---  d_mistura=m_mistura/V_mistura  ---  0,93 = 89,5/V_mistura  ---  V_mistura≈ 96 mL  --- R- E

17- A pressão no fundo do recipiente varia linearmente com a altura e independe da área de seção reta de cada cilindro  ---  R- A

18- P₁=ρ.g.h  ---  P₂=1,2ρ.g.h’  ---  P₁/P₂=ρ.g.h/1,2ρ.g.h’  ---  P₁=P₂=P  ---  1= ρ.g.h/1,2ρ.g.h’  ---  h’=1/1,2h10/12h=5/6h  ---  h – 5/6h=(6h – 5h)/6=h/6  ---  h’=h/6  ---  R- B

19- Dados  ---  Z = 100 mL/s = 0,1 L/s  ---   d = 1 kg/L = 10³ kg/m³  ---  P_col.deágua = 10³Pa  ---   g = 10 m/s²  ---   pelo teorema de Stevin a pressão da coluna líquida é  ---  P_col.deágua =dgh  ---  10³=10³.10.h  ---  h=0,1m  ---  caixa cúbica de volume 1m³ tem área da base A_b=1m²  ---  cálculo do volume derramado  ---  V=A_b.h=1.(0,1)  ---  V=0,1m³=100L  ---  a vazão (Z) é a razão entre o volume derramado e o tempo  ---  Z=V/Δt=100/0,1  ---  Δt=10³s  ---  R- D

 20- Teorema de Stevin  --- observe a figura abaixo:

 Teorema de Stevin  ---  A pressão no ponto B devida apenas à coluna líquida P_líquido=d_líquido.g.h é chamada depressão hidrostática e P_B=P_atm + d_líquido.g.h é chamada de pressão total, pressão absoluta ou simplesmente pressão.

 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).

 O gráfico da pressão total P em função da altura “profundidade” h, (P=Patm+ d.g.h, que é uma função do primeiro

 grau)), é uma reta inclinada.

 A pressão devido á coluna líquida é maior quanto maior for a profundidade, ou seja, a maior a altura da coluna líquida,

Observe na teoria acima, que a pressão que a água deve exercer para acionar o sifão depende apenas da altura da coluna líquida, não dependendo das dimensões do recipiente, ou seja, do

volume de água nele armazenada  ---  assim, mesmo um pequeno volume de água armazenado, mas com altura suficiente pode acionar o sifão  ---  portanto, a economia deve-se ao volume de água armazenada no tanque  ---  R- B.

21- A alternativa incorreta é a D, pois com a boca da garrafa totalmente tampada a água não jorrará por nenhum dos dois orifícios, pois a pressão externa é maior que a interna  ---  R- D

22- 

Observe na figura abaixo que a pressão na superfície da água (ponto Q) é a mesma que aquela devido à altura da coluna de água (ponto p)  ---  P_Q=P_p  ---  densidade d_água=10³kg/m³ e g=9,8m/s²  --- P_Q= P_atm  ---  P_p==d_água.g.h_água  ---  1,01.10⁵=10³.9,8.h_água  ---  h_água=10,3m  ---  portanto, a pressão atmosférica equilibra uma coluna de água de altura aproximadamente 10m e, essa pressão não consegue empurrar qualquer coluna de água a uma altura superior a 10m