Física - Livro 4-141-144

Prévia do material em texto

F
R
E
N
T
E
 2
141
a) Calcule a pressão, em pascal, que o paralelepípedo exerce sobre a superfície na situação da figura 2.
b) Ao ser colocado em um recipiente contendo água, cuja massa específica é 1,0 ⋅ 103 kg/m3, esse paralelepípedo
imerge até se apoiar no fundo do recipiente, que é plano e horizontal. Considerando a aceleração gravitacional
igual a 10 m/s
2
, calcule a força, em newtons, aplicada pelo fundo do recipiente no paralelepípedo.
10 UFRRJ Um objeto de massa 0,5 kg, feito de ferro, é mantido parado, imerso em um líquido
desconhecido, por um fio esticado. Observa-se, com a ajuda de um dinamômetro, que a
intensidade da tensão no fio é igual a 4,4 N.
Considerando a densidade µ do ferro igual a 8,0 g/cm3, calcule:
a) o empuxo exercido pelo líquido.
b) a densidade do líquido.
11 Fuvest 2017 A aorta da baleia é de diâmetro maior do que o cano principal do sistema hidráulico da Torre de Londres, e a
água que passa por ali tem menos ímpeto e velocidade do que o sangue que jorra do seu coração
Herman Melville, Moby Dick.
a) Calcule a vazão (volume/unidade de tempo) em cada um dos sistemas esquematizados a seguir.
Note e adote:
Suponha os sistemas como sendo cilindros circulares retos.
Atrito na parede da aorta e do cano é desprezível
π = 3
b) A figura representa a pressão do sangue em seu percurso ao longo do sistema circulatório da baleia. As letras A,
B, C, D e E correspondem a diferentes vasos sanguíneos.
Quais são as letras que correspondem, respectivamente, à aorta e às grandes veias?
FÍSICA Capítulo 12 Hidrostática142
Exercícios propostos
1 Unesp 2017 Considere as seguintes características da
moeda de R$ 0,10: massa = 4,8 g; diâmetro = 20,0 mm;
espessura = 2,2 mm.
Admitindo como desprezível o efeito das variações de
relevo sobre o volume total da moeda e sabendo que
o volume de um cilindro circular reto é igual ao produto
da área da base pela altura e que a área de um círcu
lo é calculada pela fórmula pr2, a densidade do material
com que é confeccionada a moeda de R$ 0,10 é de
aproximadamente
A 9 g/cm3.
b 18 g/cm3.
C 14 g/cm3.
d 7 g/cm3.
e 21 g/cm3.
2 Uerj 2019 Um canudo de plástico e outro de vidro bo-
rossilicato possuem mesmo volume e densidades de
0,90 g/cm3 e 2,25 g/cm3, respectivamente.
A razão entre as massas do canudo de plástico e do
canudo de vidro corresponde a:
A 1,2
b 0,8
C 0,4
d 0,2
3 Uece 2018 A Física ambiental aborda, dentre outros
assuntos, a poluição atmosférica. Na atmosfera poluí-
da de grandes centros urbanos há, além de gases,
poluentes na forma de partículas. A área superficial
dessas partículas é um fator muito relevante no seu
impacto ambiental. Considere duas partículas com
mesma densidade e tamanhos diferentes, de modo
que uma tem o dobro da massa da outra. Para sim-
plificar a análise, considere que as partículas sejam
esféricas. Suponha que seja colhida uma amostra
A somente com partículas maiores, e outra amostra B
somente com partículas do tamanho menor. As
duas amostras têm a mesma massa total. A área to-
tal das partículas em cada amostra é obtida pela soma
das áreas das esferas. Assim, a razão entre a área to-
tal na amostra de partículas menores pela área total
das partículas maiores é
A 22/3.
b 2.
C 21/3.
d 22.
 4 Unicamp Durante uma tempestade de 20 minutos,
10 mm de chuva caíram sobre uma região cuja área
total é 100 km2.
a) Sendo que a densidade da água é de 1,0 g/cm3,
qual a massa de água que caiu?
) A partir de uma estimativa do volume de uma gota
de chuva, calcule o número médio de gotas que
caem em 1 m2 durante 1 s.
 5 Enem 2012 Um dos problemas ambientais vivenciados
pela agricultura hoje em dia é a compactação do solo,
devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais
pesadas, reduzindo a produtividade das culturas.
Uma das formas de prevenir o problema de compac-
tação do solo é substituir os pneus dos tratores por
pneus mais:
A largos, reduzindo a pressão sobre o solo.
b estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo.
C largos, aumentando a pressão sobre o solo.
d estreitos, aumentando a pressão sobre o solo.
e altos, reduzindo a pressão sobre o solo.
 6 Uece 2019 Projetos de edifícios esbeltos e com altu-
ras que podem chegar até 150 metros têm gerado um
novo tipo de demanda para os centros de pesquisa
e universidades que fazem ensaios aerodinâmicos.
Nesses ensaios, uma versão em escala reduzida do
edifício é construída e submetida a condições de ven-
to controladas em um equipamento de laboratório
chamado túnel de vento, tal como o túnel de vento
que existe na UECE. Considere que, em um desses
ensaios, uma dada superfície do prédio (edifício em
escala reduzida) é submetida a uma pressão, pela
ação do vento, de 0,1 N/m2. Caso essa superfície te-
nha área de 100,0 cm2, a força total devido ao vento
nessa área é, em N, igual a
A 10–3.
b 10.
C 1.
d 10–2.
 7 UFG 2013 Os caminhões ficam maiores a cada dia de-
vido à necessidade de se transportar cargas cada vez
maiores em menor tempo. Por outro lado, o pavimento
(estrada de asfalto ou concreto) precisa ser dimensio-
nado 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 con-
tato de um pneu é de 0,02 m2?
Dados: g = 10 m/s
2
.
A 1,0 106
b 2,0 105
C 1,2 105
d 4,0 104
e 4,0 103
F
R
E
N
T
E
 2
143
 8 UFRJ Considere um avião comercial em voo de cruzei-
ro. Sabendo que a pressão externa a uma janela de
dimensões 0,30 m × 0,20 m é um quarto da pressão
interna, que por sua vez é igual a 1 atm (105 N/m2):
a) indique a direção e o sentido da força sobre a ja-
nela em razão da diferença de pressão.
) calcule o seu módulo
 9 EEAR 2018 Um operário produz placas de cimento para
serem utilizadas como calcamento de jardins. Para a
produção destas placas utiliza-se uma forma metálica
de dimensões 20 cm × 10 cm e altura desprezível. Uma
prensa hidráulica aplica sobre essa área uma pressão
de 40 kPa visando compactar uma massa constituída de
cimento, areia e água. A empresa resolveu reduzir as di-
mensões para 20 cm × 5 cm, mas mantendo a mesma
força aplicada, logo o novo valor da pressão utilizada
na produção das placas é de kPa.
A 20
b 40
C 80
 160
 10 Uerj 2019 Considere um determinado horário no qual
todos os vagões de uma composição trafeguem com
capacidade máxima de passageiros.
Determine, nessas condições, em N/m2, a pressão
exercida pelos passageiros no piso de um dos vagões.
Dados: Aceleração da gravidade igual a 10 m/s
2
 Massa média do passageiro = 60 kg
 Comprimento médio do vagão = 22,0 m
 Largura = 3,00 m
Capacidade máxima de passageiros = 8 passageiros/m2
 11 UEL 2014 Quando as dimensões de uma fossa são al
teradas, o aumento da pressão em qualquer ponto de
sua base, quando cheia, deve-se, exclusivamente, à
mudança de:
A área da base.
b diâmetro.
C formato da base.
 profundidade.
E perímetro da base.
 12 Enem 2012 O manual que acompanha uma ducha hi
giênica 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.
Caixa-d’água
Piso
Parede
h1
h2
h3
h4
h5
O valor da pressão da água na ducha está associado
à altura:
A h1
b h2
C h3
 h4
E h5
 13 PUC Minas Quando tomamos refrigerante, utilizando
canudinho, o refrigerante chega até nós, porque o ato
de puxarmos o ar pela boca:
A reduz a aceleração da gravidade no interior do tubo.
b aumenta a pressão no interior do tubo
C aumenta a pressão fora do canudinho
 reduz a pressão no interior do canudinho.
 14 UTFPR A pressão atmosférica normal é de 1,0 atm
(1 atmosfera). Em Curitiba, no entanto, é comum a pres-
são atmosférica estabilizar-se no valor de 0,90 atm.
A característica da cidade responsável por isso é:
A o clima frio.
b a alta umidadedo ar.
C a altitude.
 a longitude.
E a latitude.
 15 PUC-PR Algumas pessoas que pretendem fazer um pi-
quenique param no armazém no pé de uma montanha
e compram comida, incluindo sacos de salgadinhos.
Elas sobem a montanha até o local do piquenique.
Quando descarregam o alimento, observam que os
sacos de salgadinhos estão inflados como balões. Por
que isso ocorre?
A Porque, quando os sacos são levados para cima
da montanha, a pressão atmosférica nos sacos é
aumentada.
b Porque a diferença entre a pressão do ar dentro
dos sacos e a pressão reduzida fora deles gera
uma força resultante que empurra o plástico do
saco para fora
C Porque a pressão atmosférica no pé da montanha
é menor que no alto da montanha.
 Porque quanto maior a altitude maior a pressão.
E Porque a diferença entre a pressão do ar dentro dos
sacos e a pressão aumentada fora deles gera uma
força resultante que empurra o plástico para dentro.
FÍSICA Capítulo 12 Hidrostática144
 16 UFJF 2020 Considere três recipientes abertos, cheios
até a borda de água em equilíbrio hidrostático – veja
figura abaixo. As bases inferiores dos recipientes são
retângulos idênticos (hachurados na figura). Todos os
recipientes têm a mesma altura h.
Podemos armar corretamente apenas que:
A Os pesos da água de cada recipiente são todos
iguais.
b A força resultante exercida pela água sobre a base
de cada recipiente tem o mesmo valor.
C A pressão perto do fundo do recipiente A é maior
do que em B, que é maior do que em C.
 A força resultante exercida pela água sobre a base
do recipiente A é maior do que em B, que é maior
do que em C.
E A força resultante exercida pela água sobre a base
de cada recipiente é igual ao peso da água do re-
cipiente respectivo.
 17 UFPR 2019 Um conceito importante que surge no estu-
do dos fluidos é o conceito de pressão. Com relação a
ele, considere as seguintes afirmativas:
1. A pressão atmosférica ao nível do mar a 0 oC vale
1 atm.
2. Um processo termodinâmico que ocorra sujeito a
uma pressão constante é chamado isobárico.
3. A pressão exercida por um líquido num dado pon-
to aumenta à medida que a profundidade desse
ponto aumenta.
4. No Sistema Internacional de Unidades, a unidade
de pressão é o pascal (Pa).
Assinale a alternativa correta.
A Somente a afirmativa 1 é verdadeira.
b Somente as afirmativas 1 e 3 são verdadeiras.
C Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
 Somente as afirmativas 2, 3 e 4 são verdadeiras.
E As afirmativas 1, 2, 3 e 4 são verdadeiras.
A
b
C
 18 UFG A instalação de uma torneira num edifício segue
o esquema ilustrado na figura a seguir.
1,0 m
2,0 m
Considere:
Densidade da água:
1,00 · 103 kg/m3
Aceleração da gravidade:
10,0 m/s2
Pressão atmosférica:
1,01 · 105 N/m2
1,0 m
P
Considerando que a caixa-d’água está cheia e des-
tampada, a pressão no ponto P, em N/m2, onde será
instalada a torneira, é:
A 2,00 · 104
b 1,01 · 105
C 1,21 · 105
 1,31 · 105
E 1,41 · 105
 19 Famerp 2019 Em 1643, Evangelista Torricelli realizou
um experimento com o qual mediu a pressão atmos-
férica terrestre ao nível do mar. Encheu com mercúrio
um tubo de aproximadamente 1 m de comprimento,
fechou-o e, invertendo o tubo, mergulhou sua extremi-
dade em outro recipiente também contendo mercúrio.
Após a abertura da extremidade do tubo, o mercúrio
desceu até estabilizar-se à altura de 76 cm.
Anos depois, por iniciativa de Blaise Pascal, o mesmo
experimento foi realizado na França, no alto de uma
montanha, e a coluna de mercúrio se estabilizou a
uma altura de 60,8 cm
Considerando a pressão atmosférica ao nível do mar
igual a 1,0 ⋅ 105 Pa e que a aceleração da gravidade
tem o mesmo valor no alto da montanha e ao nível do
mar, a pressão atmosférica no alto da montanha onde
foi realizado o experimento era
A 8,0 ⋅ 103 Pa
b 6,6 ⋅ 104 Pa
C 1,25 ⋅ 104 Pa
 8,0 ⋅ 104 Pa
E 6,6 ⋅ 103 Pa