LISTA DE EXERCÍCIOS HIDROSTÁTICA PROF. PEDRO RIBEIRO

Transcrição

1 LISTA DE EXERCÍCIOS HIDROSTÁTICA PROF. PEDRO RIBEIRO Questão 01 - (IFBA) Ao utilizar um sistema de vasos comunicantes ideal, cujos diâmetros das seções transversais circulares valem 2,0 cm e 10,0 cm, respectivamente, conforme figura. exercida pelo professor no êmbolo da seringa A. IV. O trabalho realizado pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do trabalho realizado pela força peso no bloco. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV TEXTO: 1 - Comum à questão: 3 É desejável elevar veículos a velocidade constante, cuja carga máxima seja de até 4000,0 kg. Considerando a gravidade local igual a 10,0 m/s 2, o módulo da força necessária para elevar esta carga máxima, vale: a) 40000,0 b) 10000,0 c) 4000,0 d) 1600,0 e) 1000,0 F 1, e m newtons, 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. Questão 02 - (UEPA) Durante uma aula sobre fluidos, o professor ilustra um importante princípio físico através de um experimento, conforme a figura abaixo. No êmbolo da seringa maior é apoiado um bloco de 150 g. Questão 03 - (UNICAMP SP) Considerando o diâmetro d 2 do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d 1 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? Ao ser pressionado, o êmbolo da seringa A desloca-se, muito lentamente, de 3 cm, enquanto que o êmbolo da seringa B deslocase de 2 cm, elevando o bloco. Com relação a essa situação, são feitas as seguintes afirmações: Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s 2 I. A força exercida pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do peso do bloco. II. O trabalho realizado pelo professor, ao empurrar o êmbolo, é igual a 0,03 J. III. A pressão exercida pelo bloco no êmbolo da seringa B é maior que a pressão a) 1/4. b) 1/2. c) 2. d) 4. Questão 04 - (FPS PE) A figura abaixo mostra o princípio de um elevador hidráulico, o qual se baseia no princípio de Pascal da Hidrostática. No ramo esquerdo do sistema de vasos comunicantes, temos um êmbolo de área A1, sendo pressionado por uma força de módulo F1 pela coluna de fluido comprimido. No ramo direito do sistema, temos uma força aplicada de módulo F2 pressionando o êmbolo de área A2. Com

2 base no princípio de Pascal, é correto afirmar que o módulo da força aplicada F2 deve ser: a) 10 b) 12 c) 15 d) 18 e) 20 Questão 07 - (UEA AM) a) F2 = (A2 b) F2 = F1 c) F2 = (A1 d) F2 = F1 / (A1 e) F2 = 2F1 F1) / A1 F1) / A2 A2) Questão 05 - (FPS PE) A figura abaixo mostra o princípio de funcionamento de um elevador hidráulico, formado por um sistema de vasos comunicantes contendo um fluído incompressível no seu interior. Considere que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2. Sabendo-se que as áreas das seções transversais dos pistões 1 e 2 são respectivamente A1=0.2 m 2 e A2=1 m 2, o módulo da força F1 necessária para erguer o peso equivalente de uma carga com massa igual a 100 kg, será: Uma massa de 0,5 kg de mercúrio, à temperatura ambiente, precisa ser completamente armazenada em um recipiente, sem que transborde. Sabendo que a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm 3, será necessário utilizar um recipiente cujo volume interior mínimo seja próximo de a) 21 cm 3. b) 26 cm 3. c) 30 cm 3. d) 33 cm 3. e) 37 cm 3. Questão 08 - (PUC MG) A densidade do óleo de soja usado na alimentação é de aproximadamente 0,80 g/cm 3. O número de recipientes com o volume de 1 litro que se pode encher com 80 kg desse óleo é de: a) 100 b) 20 c) 500 d) 50 Questão 09 - (PUC RJ) a) 10 N b) 50 N c) 100 N d) 150 N e) 200 N Questão 06 - (UEFS BA) Em um posto de serviços automotivos, para fazer a troca do óleo do motor de um automóvel com massa de 2,0 toneladas, utilizou-se um elevador hidráulico, que é acionado aplicandose uma força em um cilindro com área de 4, m 2. Inicialmente o automóvel foi colocado sobre o êmbolo do outro cilindro de área 8, m 2, que se comunica com o cilindro menor através de um fluído. Considerando-se o módulo da aceleração da gravidade local igual a 10,0m/s 2, a intensidade mínima da força aplicada no êmbolo menor para elevar o automóvel é equivalente ao peso de um corpo com massa, em kg, igual a A unidade SI de densidade é o kg/m 3, e a de massa é o kg. Dado que um corpo possui um volume de 0,0015 m 3 e densidade 5,0 g/cm 3, determine sua massa: a) 75,0 kg. b) 7,5 g. c) 3,0 g. d) 3,0 kg. e) 7,5 kg. Questão 10 - (UEFS BA) Sobre Hidrostática, é correto afirmar: a) O módulo do empuxo exercido sobre um navio é menor do que seu peso. b) Um volume de água igual ao volume submerso de um navio tem o mesmo peso do navio. c) A densidade de um navio, construído com chapas de aço, é maior do que a densidade da água. d) O empuxo exercido sobre o navio é maior do que seu peso, porque a densidade do navio é igual à densidade da água. e) O empuxo exercido sobre um navio é maior do que o seu peso porque, não sendo assim, um pequeno acréscimo de carga provocaria o seu afundamento.

3 Questão 11 - (UEL PR) A massa de um corpo é de 60 g e seu volume é de 100 cm 3. Considere que esse corpo esteja flutuando em equilíbrio na água. Qual é a porcentagem de seu volume que ficará acima da superfície da água? Considere a densidade da água igual a 1 g/cm 3. a) 30% b) 40% c) 60% d) 80% e) 90% Questão 12 - (CEFET PR) Sobre densidade dos corpos, analise as proposições abaixo e marque a alternativa correta. I. Se um corpo é maciço e homogêneo, a densidade de seu material é dada pela relação entre sua massa e seu volume. II. Se um corpo A possui densidade 1 g/cm 3 e um corpo B possui densidade 2 kg/m 3, a densidade de A é maior do que de B. III. A densidade de uma substância também pode ser medida pela unidade kg/l (quilograma por litro). a) Somente a proposição I é correta. b) Somente a proposição II é correta. c) Somente a proposição III é correta. d) Todas as proposições são corretas. e) Todas as proposições são incorretas. Questão 13 - (UFJF MG) Um cubo flutua em água com três quartos de seu volume imerso. Qual a densidade do cubo? 3 (densidade da água 1000kg/m ). a) 250 kg/m 3. b) 500 kg/m 3. c) 750 kg/m 3. d) 1000 kg/m 3. e) 1500 kg/m 3. Questão 14 - (URCA CE) Um tubo aberto em ambas as extremidades, contem dois líquidos não miscíveis, de densidades 1 e 2, em equilíbrio. Considere 2 2 1, H 12cm e h 10cm. A cota Y que define o nível de separação dos dois líquidos é: a) 2 cm; b) 3 cm; c) 4 cm; d) 5 cm; e) 6 cm. Questão 15 - (UNIMES SP) Quando um determinado objeto metálico maciço é suspenso no ar por um dinamômetro, sua leitura é de 8,0 N. Quando o mesmo objeto é completamente mergulhado na água, conforme mostra a figura, a leitura do dinamômetro passa para 6,0 N. Considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e a densidade da água ρ = 1,0 g/cm 3. A densidade do metal, em g/cm 3, é: a) 0,5 b) 2,0 c) 3,0 d) 4,0 e) 8,0 Questão 16 - (UFPR) Um objeto sólido com massa 600 g e volume 1 litro está parcialmente imerso em um líquido, de maneira que 80% do seu volume estão submersos. Considerando a aceleração da gravidade igual a 10 m/s 2, assinale a alternativa que apresenta a massa específica do líquido. a) 0,48 g/cm 3. b) 0,75 g/cm 3. c) 0,8 g/cm 3. d) 1,33 g/cm 3. e) 1,4 g/cm 3. Questão 17 - (UFRGS) Um objeto sólido é colocado em um recipiente que contém um líquido. O objeto fica parcialmente submerso, em repouso. A seguir, são feitas três afirmações sobre o módulo da força de empuxo sobre o objeto. I. É proporcional à densidade do líquido. II. É proporcional ao volume total do objeto. III. É proporcional à densidade do objeto. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas I e III. e) I, II e III.

4 Questão 18 - (PUC RJ) Um objeto feito de um material cuja massa específica é de 600 kg/m 3 flutua com de seu 3 4 volume submerso em um líquido cuja a massa específica é desconhecida. Calcule a massa específica deste líquido em g/cm3. a) 0,15 b) 0,45 c) 0,60 d) 0,80 e) 2,40 Questão 19 - (UEPG PR) A figura abaixo representa uma esfera de ferro que flutua em equilíbrio com metade do seu volume submerso submetida à ação apenas do seu próprio peso e do empuxo exercido pela água. Sobre esse evento físico, assinale o que for correto. Questão 21 - (FCM PB) Em uma lagoa a profundidade máxima é de 10 metros, considerando a densidade da água como 10 3 Kg/m 3, qual a pressão real no fundo dessa lagoa? Dado: aceleração da gravidade igual a 10m/s 2 e pressão atmosférica de N/m 2. a) Pascal b) Pascal c) Pascal d) Pascal e) Pascal Questão 22 - (Mackenzie SP) A pressão exercida por uma coluna de água de 10 m de altura é igual a 1,0 atm. Um mergulhador encontra-se a uma profundidade H, da superfície livre da água, onde a pressão atmosférica é 1,0 atm. A pressão absoluta sobre o mergulhador é de 5,0 atm. A profundidade que o mergulhador se encontra é a) 50 m b) 40 m c) 30 m d) 20 m e) 10 m Questão 23 - (UNIMONTES MG) 01. O empuxo exercido sobre a esfera é igual ao seu próprio peso. 02. Um volume de água igual ao volume submerso da esfera tem o mesmo peso da esfera. 04. Permitindo a entrada de água no interior da esfera, enchendo-a, ela afundará totalmente. 08. A esfera é oca e a sua densidade é igual a densidade da água. Questão 20 - (UEPA) Durante um naufrágio ocorrido em um trecho de águas tranquilas do rio Amazonas, um bote salva-vidas de massa desprezível e dimensões 1,5 m x 1,8 m x 0,3 m foi utilizado para transportar os passageiros até a margem do rio. Considerando somente pessoas de 70 kg, o número máximo de passageiros que o bote conseguiu transportar, por viagem, foi igual a: Dados: Aceleração da gravidade g = 10 m/s 2 e Densidade da água = 1000 kg/m 3 a) 8 b) 9 c) 10 d) 11 e) 12 Para medir a pressão interna no interior de um botijão contendo um determinado gás, um estudante conectou a válvula do botijão a um tubo em forma de U (veja a figura) contendo mercúrio. Ao abrir o registro do botijão, o gás pressiona o mercúrio que sobe até estacionar, atingindo um desnível, entre os níveis determinados por P1 e P2, de 114 cm, como ilustrado na figura. Sabendo que o experimento foi realizado ao nível do mar, assinale a alternativa que apresenta o valor correto da pressão interna do botijão, em atm. Dado: 1 atm = 76 cm de mercúrio. a) 2,0. b) 3,0. c) 2,5. d) 1,5.

5 Questão 24 - (FPS PE) A figura abaixo mostra um tubo em U formado por vasos comunicantes nos quais foram depositados uma coluna de óleo vegetal com densidade desconhecida óleo e uma coluna de água pura com densidade água = 1000 kg/m 3. Considerando que todo o sistema está em equilíbrio e que as alturas são hóleo = 90 mm e hágua = 63 mm, a densidade do óleo vale: a) 10, Pa. b) 10, N/m 2. c) 1, N/m 2. d) 10, Pa. Questão 27 - (FPS PE) Em um experimento de Física um estudante utilizou um óleo vegetal com densidade desconhecida, o qual foi colocado em um tubo em U, juntamente com uma coluna de água pura, cuja densidade vale 1g/cm 3. As colunas de óleo e água atingem o equilíbrio e permanecem em repouso, ocupando a configuração indicada na figura abaixo. Determine a densidade do óleo utilizado neste experimento. a) 700 kg/m 3 b) 600 kg/m 3 c) 500 kg/m 3 d) 800 kg/ 3 e) 900 kg/m 3 Questão 25 - (UFPR) Com o objetivo de encontrar grande quantidade de seres vivos nas profundezas do mar, pesquisadores utilizando um submarino chegaram até a profundidade de 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, N/m 2, a aceleração da gravidade é 10 m/s 2 e que a densidade da água seja constante e igual a 1, kg/m 3. 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) e) Questão 26 - (ESCS DF) Em um procedimento de transfusão de sangue, a bolsa contendo plasma sanguíneo, conectada por meio de um tubo à veia do paciente, encontra-se a 1,00 m de altura acima do braço do paciente. Considerando-se a densidade do plasma igual a 1,03 g/cm 3 e a aceleração da gravidade 10 m/s 2, é correto afirmar que a pressão do plasma, ao entrar na veia do paciente, será igual a a) 0,9 g/cm 3 b) 0,7 g/cm 3 c) 1,5 g/cm 3 d) 0,2 g/cm 3 e) 1,2 g/cm 3 Questão 28 - (UFG GO) Os caminhões ficam maiores a cada dia devido à necessidade de se transportar cargas cada vez maiores em menor tempo. Por outro lado, o pavimento (estrada de asfalto ou concreto) precisa ser dimensionado para que sua resistência seja compatível com a carga suportada repetidamente. Para um pavimento de boa durabilidade, a pressão de 2,0 MPa deve ser suportada. Nessa situação, qual é a máxima massa, em kg, permitida para um caminhão que possui cinco eixos com dois pneus em cada eixo, cuja área de contato de um pneu é de 0,02 m 2? Dados: g = 10 m/s 2 a) 1, b) 2, c) 1, d) 4, e) 4, Questão 29 - (UCS RS) Uma modelo, após dar à luz, iniciou dieta. Alguns meses depois, ela teve certeza de que voltou à forma ideal porque conseguiu fechar um cinto que, antes da gravidez, já estava justo. Supondo que, nesse contexto, a pressão que o

6 cinto exerce é de 500 N/m 2 e que a área do cinto que pressiona o corpo da modelo equivale a um comprimento de 45 cm e a uma largura de 4 cm, qual será a força que o cinto aplica na cintura da modelo? a) 1.8 N b) 4.0 N c) 4.5 N d) 5.0 N e) 9.0 N Questão 30 - (CEFET PR) Na figura abaixo está representado um reservatório R que contém um gás e um manômetro de mercúrio de tubo aberto, ligado a R que mede a pressão exercida pelo gás. Considerando a pressão atmosférica, igual a 760 mmhg e os dados indicados, pode-se concluir que a pressão exercida pelo gás no reservatório, em milímetros de mercúrio, é igual a: a) 800. b) c) d) e) GABARITO: 1) Gab: D 2) Gab: A 3) Gab: A 4) Gab: A 5) Gab: E 6) Gab: A 7) Gab: E 8) Gab: A 9) Gab: E 10) Gab: B 11) Gab: B 12) Gab: D 13) Gab: C 14) Gab: C 15) Gab: D 16) Gab: B 17) Gab: A 18) Gab: D 19) Gab: 07 20) Gab: D 21) Gab: C 22) Gab: B 23) Gab: C 24) Gab: A 25) Gab: C 26) Gab: B 27) Gab: B 28) Gab: D 29) Gab: E 30) Gab: E