LISTA DE EXERCÍCIOS 01 2º ANO PROF. FELIPE KELLER HIDROSTÁTICA

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS 01 2º ANO PROF. FELIPE KELLER HIDROSTÁTICA 1 Uma massa de 1 kg de água ocupa um volume de 1 litro a 40 C. Determine sua massa específica em g/cm³ e kg/m³. 2 Determine a massa de um bloco de chumbo que tem arestas de 10 cm, sendo que a densidade do chumbo é igual 11,2 g/cm³. 3 (UNIPAC) A densidade do alumínio é 2,7 g/cm 3. Isso significa que um cubo maciço de alumínio com aresta de 0,8m terá massa aproximadamente de: a) 19 kg b) 1,4 kg c) 190 kg d) 1400 kg 4 Uma joia de prata pura, homogênea e maciça tem massa de 200g e ocupa um volume de 20 cm 3. Determine a densidade da joia, em kg/m 3. 5 Aplica-se uma força de intensidade 10 N perpendicularmente sobre uma superfície quadrada de área 0,5 m 2. Qual devera ser a pressão exercida sobre a superfície? a) 0,5 N/m 2 b) 5 N/m 2 c) 20 N/m 2 d) 10 N/m 2 e) n.d.a. 6 Uma caixa de 500 N tem faces retangulares e suas arestas medem 1,0 m, 2,0 m e 3,0 m. Qual a pressão que a caixa exerce quando apoiada com sua face menor sobre uma superfície horizontal? a) 100 N/m 2 b) 125 N/m 2 c) 167 N/m 2 d) 250 N/m 2 e) 500 N/m 2 7 O salto de um sapato masculino em área de 64 cm 2. Supondo-se que a pessoa que o calce tenha peso igual a 512 N e que esse peso esteja distribuído apenas no salto, então a pressão média exercida no piso vale: a) 120 kn/m 2 b) 80 kn/m 2 c) 60 kn/m 2 d) 40 kn/m 2 e) 20 kn/m 2 8 Uma pessoa com peso de 600 N e que calça um par de sapatos que cobrem juntos uma área de 0,05 m 2 não consegue atravessar uma região nevada sem se afundar, porque essa região não suporta uma pressão superior a N/m 2. Responda: a) Qual a pressão exercida por essa pessoa sobre a neve? b) Qual deve ser a área mínima de cada pé de um esqui que essa pessoa deveria usar para não afundar? 9 Um cubo maciço de um metal de densidade 3 g/cm³ tem 50 cm de aresta, está apoiado sobre uma superfície horizontal. Qual é a pressão, em Pascal, exercida pelo cubo sobre a superfície? 10 (UFRJ) O impacto de uma partícula de lixo que atingiu a nave espacial Columbia produziu uma pressão de 100 N/cm². Nessas condições e tendo a partícula 2 cm², a nave sofreu uma força de: a) 100 N b) 200 N c) 400 N d) 800 N e) 1600 N 11 Um bloco de ferro (d = 8 g/cm³) tem as seguintes dimensões: 20 cm x 30 cm x 15 cm. Determine: a) A massa do bloco. b) A maior e a menor pressão que este bloco poderá exercer sobre a mesa sobre a qual ele será colocado, quando apoiado em uma das suas três faces. Dado: aceleração da gravidade g = 10m/s Um paralelepípedo de massa 5 kg tem 2 metros de comprimento, 0,5 m de largura e 0,2 m de altura. Sendo g = 10 m/s 2, determine a pressão que este paralelepípedo exerce quando apoiado em sua menor face em uma superfície. 13 (UFMG) A figura mostra três vasos V 1, V 2 e V 3 cujas bases têm a mesma área. Os vasos estão cheios de líquidos l 1, l 2 e l 3 até uma mesma altura. As pressões no fundo dos vasos são P 1, P 2 e P 3, respectivamente. Com relação a essa situação é correto afirmar que:

2 a) P 1 = P 2 = P 3 somente se os líquidos l 1, l 2 e l 3 forem idênticos. b) P 1 = P 2 = P 3 quaisquer que sejam os líquidos l 1, l 2 e l 3. c) P 1 > P 2 > P 3 somente se os líquidos l 1, l 2 e l 3 forem idênticos d) P 1 > P 2 > P 3 quaisquer que sejam os líquidos l 1, l 2 e l Em um recipiente de raio 5 cm é colocado mercúrio até a altura de 50 cm. Sendo 13,6 g/cm 3 a densidade do mercúrio e g = 10 m/s 2, determine a pressão hidrostática do mercúrio no fundo do recipiente. 15 Um reservatório contém água até uma altura de 8 m. Determine a pressão hidrostática no fundo do reservatório. Dado: g = 10 m/s², dágua = 1000 kg/m³. 16 O nível de água contida numa caixa fechada está 10m acima de uma torneira. Qual é a pressão hidrostática sobre a torneira? Dado: g = 10 m/s²; dágua = 1000 kg/m³. 17 Qual a pressão total (atmosférica + hidrostática) sobre um mergulhador que está a uma profundidade de 5m? Dado: g = 10 m/s²; dágua = 1000 kg/m³. 18 Uma piscina com 5 m de profundidade está cheia com água. Considere dágua = 1000 kg/m³, g = 10 m/s², e 5 P atn = 1.10 Pa e determine: a) a pressão hidrostática a 3 m de profundidade; b) a pressão absoluta no fundo da piscina; c) a diferença de pressão entre dois pontos separados, verticalmente, por 80 cm. 19 Um grande reservatório aberto contém dois líquidos, A e B, cujas densidades são, respectivamente, d A = 700 kg/m³ e d B = 1500 kg/m³ (veja a figura). A pressão atmosférica local é de N/m 2. Qual é, em N/m 2, a pressão absoluta nos pontos (1), (2) e (3)? Dado: aceleração da gravidade g = 10m/s Um consumidor, desconfiado da qualidade da gasolina que comprou em um posto, resolveu testar a sua densidade. Em um sistema de vasos comunicantes, contendo inicialmente água (d = 1 g/cm³), despejou certa quantidade da gasolina. Após o equilíbrio, o sistema adquiriu a aparência abaixo representada. Determine a densidade da gasolina comprada.

3 21 (UFOP) Para se medir a pressão de um gás, P, usa-se um manômetro, que consiste de um tubo em forma de U contendo Hg (d = 13, kg/m 3 ). Com base na figura, e sendo a pressão atmosférica P a = N/m 2, determine P em Pa. Considere a aceleração da gravidade local g = 10m/s Dois líquidos não miscíveis de densidades d1 = 1 g/cm 3 e d2 = 1,25 g/cm 3 são colocados em um sistema de vasos comunicantes, como mostra a figura abaixo. Sendo 26 cm a altura h1, determine a altura h2. 23 Num posto de gasolina, para a lavagem de um automóvel de massa 1000 kg, o mesmo é erguido a certa altura. O sistema utilizado é uma prensa hidráulica. Sendo os êmbolos de áreas 10 cm² e 2000 cm², e a aceleração da gravidade local de 10 m/s², pergunta-se: a) em qual êmbolo deve-se apoiar o carro? b) em qual êmbolo deve-se pressionar para se sustentar o carro? c) qual a força aplicada no êmbolo para equilibrar o automóvel? 24 Uma prensa hidráulica possui pistões com diâmetros 10 cm e 20 cm. Se uma força de 120 N atua sobre o pistão menor, pode-se afirmar que esta prensa estará em equilíbrio quando sobre o pistão maior atuar uma força de: a) 30N b) 60N c) 480N d) 240N e) 120N 25 Um mecânico equilibra um automóvel, usando um elevador hidráulico. O automóvel pesa 800 kgf (8000 N) e está apoiado em um pistão cuja área é de cm 2. Determine o valor da força que o mecânico está exercendo na chave, sabendo-se que a área do pistão no qual ele atua é de 25 cm (UNICAMP) A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular. Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes

4 maior que o diâmetro d1 do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio? a) 1/4. b) 1/2. c) 2. d) (UFV) Uma lata tampada com dois orifícios encontra-se parada, imersa em um recipiente com água. O orifício superior comunica-se com o exterior através de uma mangueira. Ao injetarmos ar pela mangueira, é correto afirmar que a lata: a) afundará b) subirá c) aumentará de peso d) permanecerá parada. e) receberá ar pelo orifício inferior. 28 (Direito.C.L.) Um corpo pesa 4N fora da água. Imerso totalmente em água o seu peso aparente é 3N. O empuxo exercido pela água sobre o corpo é de: a) 7 N b) 12 N c) 3 N d) 1 N e) 4 N 29 (UFV) Sabe-se que certos peixes possuem certa estrutura denominada bexiga natatória, que tem por finalidade lhes permitir permanecer imersos a certa profundidade. A função física da bexiga natatória é controlar a densidade média do peixe de forma a: a) alterar a densidade da água b) manter o empuxo menor que seu peso c) manter o empuxo maior que seu peso d) manter o empuxo igual que seu peso e) alterar a sua massa 30 (UFLA) O empuxo exercido sobre um corpo imerso em um líquido depende: a) do volume do líquido deslocado e da densidade do corpo. b) da densidade e do volume do corpo c) do volume e da densidade do líquido deslocado d) somente do volume do líquido deslocado e) somente da densidade do líquido deslocado 31 (Direito.C.L.- 96) O princípio de Arquimedes trata das forças que atuam num corpo quando colocado num fluido qualquer. Este princípio está relacionado com os fatos apresentados nas afirmações abaixo EXCETO: a) Se afundarmos um balão de plástico numa piscina, quando o soltarmos, ela subirá até a superfície e flutuará. b) Se enchermos um balão de plástico com um gás especial ele poderá flutuar no ar, enquanto se ele for cheio com gás de nossos pulmões, observaremos que ele não flutuará e cairá no chão. c) Na linguagem comum, costumamos dizer que os aviões são aparelhos mais pesados que o ar, indicando que o empuxo que recebem do ar é menor do que seu peso. d) É impossível fazer um balão cheio de gás flutuar na lua. e) O peso de um balão na lua é menor do que o peso de um balão na Terra. 32 Um pneu de borracha de massa 1 kg está flutuando em água com 1/4 de seu volume submerso. Sabendo-se que a densidade da água é de 1 g/cm 3 e tomando-se como aceleração da gravidade g = 10 m/s 2. Qual é o volume do cubo de borracha, em m 3? 33 Quando um corpo de 3,0 kg está completamente imerso em água, cuja densidade é d = 1 g/cm 3, apoiado sobre uma balança ela marca 20 N. Calcule o volume desse corpo.

5 34 A figura a seguir mostra uma caixa cúbica de aresta a = 20 cm e massa M = 10 kg, imersa em água, sendo mantida em equilíbrio por um fio muito leve preso ao teto. Determine a tração no fio, em newtons. 35 Um bloco de madeira de volume V = 60 cm 3, totalmente submerso, está atado ao fundo de um recipiente cheio de água por meio de um fio de massa desprezível. O fio é cortado e o bloco emerge na superfície com 1/4 de seu volume fora da água. Sendo g = 10 m/s 2 a aceleração da gravidade e D = 1 g/cm 3 a massa específica da água, calcule: a) a massa específica do bloco. b) a tração no fio, antes de ser cortado. 36 Um pedaço de madeira, de densidade 600 kg/m 3, possuindo massa de kg, flutua na água do lago de densidade 1000 kg/m 3. Determine o volume da parte emersa desse pedaço de madeira. 37 Uma esfera de isopor de volume 400 cm 3 e massa 0,12 kg flutua em água. Determine o volume emerso dessa esfera de isopor, em m Uma lata cilíndrica de volume m³ e massa 0,6 kg está presa por um fio ao fundo de um tanque com água, ficando imersa a metade de seu volume. Sabendo que a densidade da água é 1 g/cm 3 e g = 10 m/s², calcule a força de tração no fio. GABARITO 1 1 g/cm³ e 1000 kg/m³ 2 m = 11200g 3 D kg/m 3 5 C 6 D 7 D 8 a) N/m² b) 0,03 m² Pa 10 B 11 m = 72 kg p MAX=2, Pa p MIN=1, Pa N/m 2 13 A 14 6, Pa Pa Pa 17 1, Pa 18 a) 0, Pa b) 1, Pa c) Pa 19 p 1 = 1, Pa p 2 = 1, Pa p 3 = 2, Pa 20 0,8 g/cm³ ou 800 kg/m³ 21 1, Pa 22 20,8 cm 23 a) No êmbolo de maior área, pois assim, a pressão que o carro exerce é menor. b) No êmbolo de menor área para que se faça menos força na tentativa de equilibrar o carro. c) F = 50N 24 C N 26 A 27 B 28 D 29 D 30 C 31 E m ,001 m N 35 a) 0,75 g/cm 3 b) 0,15 N 36 8 m , m³ 38 4 N