Tópicos de Física 1 - Parte 2-310-312

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644 UNIDADE 3 | ESTÁTICA
 69. (Unesp-SP) Um bloco de madeira, de volume V, é 
fixado a outro bloco, construído com madeira idên-
tica, de volume 5V, como representa a figura 1.
Em seguida, o conjunto é posto para flutuar na 
água, de modo que o bloco menor fique em cima 
do maior. Verifica-se, então, que 3
5
 do volume do 
bloco maior ficam imersos e que o nível da água 
sobe até a altura h, como mostra a figura 2.
h
figura 2
V
5V
figura 1 
Se o conjunto for virado, de modo a flutuar com 
o bloco menor embaixo do maior:
a) a altura h diminuirá e 
1
5
 do volume do bloco 
maior permanecerá imerso.
b) a altura h permanecerá a mesma e 2
5
 do volu-
me do bloco maior permanecerão imersos.
c) a altura h aumentará e 
3
5
 do volume do bloco 
maior permanecerão imersos.
d) a altura h permanecerá a mesma e 4
5
 do vo-
lume do bloco maior permanecerão imersos.
e) a altura h aumentará e 5
5
 do volume do bloco 
maior permanecerão imersos.
 70. (UPM-SP) Um cubo de madeira (densidade 5 
5 0,80 g/cm3) de aresta 20 cm flutua em água 
(massa específica 5 1,0 g/cm3) com a face supe-
rior paralela à superfície livre da água. Adotando 
g 5 10 m/s2, a diferença entre a pressão na face 
inferior e a pressão na face superior do cubo é:
a) 1,2 ? 103 Pa. 
b) 1,6 ? 103 Pa. 
c) 2,4 ? 103 Pa.
d) 3,0 ? 103 Pa.
e) 4,0 ? 103 Pa.
 71. (UFPI) Um cubo de madeira, de aresta a 5 20 cm, 
flutua, parcialmente imerso em água, com 
2
5
 de 
cada aresta vertical fora d’água (a densidade da 
água é rA 5 1,0 g/cm
3), conforme a figura a. Um 
fio é então amarrado, prendendo a base do cubo 
ao fundo do recipiente, como na figura b. Se o 
módulo da aceleração da gravidade é 10 m/s2, a 
intensidade da força tensora no fio é:
madeira
madeira
água água
fio
figura a figura b
a) 64 N.
b) 48 N.
c) 32 N.
d) 16 N.
e) 8,0 N.
 72. (UFF-RJ) Recentemente, alguns cubanos tenta-
ram entrar ilegalmente nos Estados Unidos. Usa-
ram um caminhão Chevrolet 1951 amarrando-o 
em vários tambores de óleo vazios, utilizados 
como flutuadores. A guarda costeira norte-ame-
ricana interceptou o caminhão próximo ao litoral 
da Flórida e todos os ocupantes foram mandados 
de volta para Cuba.
Dados: 
• massa do caminhão MC 5 1 560 kg;
• massa total dos tambores mT 5 120 kg;
• volume total dos tambores VT 5 2 400 litros;
• massa de cada um dos cubanos m 5 70 kg;
• densidade da água r 5 1,0 g/cm3 5 1,0 kg/litro.
Supondo-se que apenas os tambores são respon-
sáveis pela flutuação de todo o sistema, é correto 
afirmar que o número máximo de passageiros que 
o “caminhão-balsa” poderia transportar é igual a:
a) 8. b) 9. c) 10. d) 11. e) 12.
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645TÓPICO 2 | ESTÁTICA DOS FLUIDOS
 73. Um estudante, utilizando uma balança de 
mola tipo dinamômetro, faz no ar e na água 
a pesagem de um corpo maciço, constituído 
de um metal de massa específica μ.
Sendo P a medida obtida no ar e mA a massa 
específica da água, determine a medida ob-
tida na água.
Resolução:
O peso aparente Pap registrado pela balança cor-
responde à intensidade da força de tração exer-
cida em suas extremidades.
Com o corpo totalmente imerso na água, temos 
o esquema de forças da figura a seguir:
m
A
m
P
E T
T & 5 força de tração (peso aparente registrado 
pela balança);
E & 5 empuxo;
P & 5 peso.
Na situação de equilíbrio: 
T & 1 E & 1 P& 5 0&
Em módulo:
T 1 E 5 P
T 5 P 2 E ⇒ Pap 5 P 2 mAVg (I)
Sendo m 5 m
V
V
m
5
m
⇒ (II)
Substituindo (II) em (I), vem:
P P
m
g P P Pap A ap
A5 2 m
m
5 2
m
m
⇒
P P 1ap
A5 2
m
m




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15 cm
 74. (Unifor-CE) Na construção do Porto de Pecém, 
foram usados blocos de concreto deslocados por 
grandes guindastes a fim de empilhá-los na cons-
trução do atracadouro. Verificou-se que blocos 
que pesavam 8 000 N, quando suspensos no ar, 
pesavam 5 000 N quando totalmente submersos 
na água. Se a densidade volumétrica da água é 
r 5 1,0 ? 103 kg/m3, então podemos concluir que 
a densidade volumétrica do concreto é:
a) 5
3
 ? 103 kg/m3
b) 8
3
 ? 103 kg/m3
c) 
5
2
 ? 103 kg/m3
d) 13
3
 ? 103 kg/m3
e) 8
5
 ? 103 kg/m3
 75. O esquema abaixo representa uma lata que flutua 
em água, de densidade igual a 1,0 g/cm3. A altu-
ra da parte emersa da lata é de 15 cm, e o corpo 
pendurado ao seu fundo é um bloco de forma 
cúbica de 10 cm de aresta.
Sabendo que a base da 
lata é um quadrado de 20 
cm de lado, se o bloco for 
introduzido dentro da lata, 
a altura da parte emersa:
a) não será alterada. 
b) passará a ser de 17,5 cm. 
c) passará a ser de 14,5 cm.
d) passará a ser de 12,5 cm.
e) não existirá, pois o sistema afundará.
 76. Na situação 1 da figura a seguir, tem-se um 
recipiente com água em equilíbrio sobre o 
prato de uma balança que, nessas condições, 
indica 80 N. Na situação 2, uma esfera de 
chumbo de 2,0 ? 102 cm3 de volume é total-
mente imersa na água, permanecendo sus-
pensa por um fio de espessura desprezível 
sem contactar as paredes do recipiente.
situação 1 situação 2
Sabendo que a densidade da água vale 
1,0 g/cm3 e que g 5 10 m/s2, determine a 
indicação da balança no caso da situação 2.
E.R.
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646 UNIDADE 3 | ESTÁTICA
Resolução:
Pelo fato de estar imersa na água, a esfera 
recebe o empuxo E &, força vertical e dirigida 
para cima, que corresponde à ação da água. 
Conforme a Terceira Lei de Newton, entretan-
to, ao empuxo E & deve corresponder uma rea-
ção 2E &, e isso se verifica. A esfera reage na 
água com uma força de mesma intensidade 
que o empuxo, vertical e dirigida para baixo, 
que provoca aumento na indicação da balança.
A esfera está em equilíbrio, totalmente imer-
sa na água. Nessas condições, ela interage 
com a água, havendo troca de forças de ação 
e reação.
A água age na esfera, aplicando-lhe a força 
E & (empuxo).
A esfera reage na água, aplicando-lhe a força 
2E &.
E
ÐE
Sendo I' e I, respectivamente, as indicações 
final e inicial da ba lança, temos:
I' 5 I 1 E
em que a intensidade E da força que a esfera 
troca com a água é calculada por:
E 5 maV g
Como ma 5 1,0 g/cm
3 5 1,0 ? 103 kg/m3,
V 5 2,0 ? 102 cm3 5 2,0 ? 1024 m3 e g 5 10 m/s2, 
vem:
I' 5 I 1 maV g
I' 5 80 1 1,0 ? 103 ? 2,0 ? 1024 ? 10
Assim: 
I' 5 82 N
B
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 77. (Univás-MG) Um vaso com 
água está sobre o prato de 
uma balança (B), a qual indi-
ca determinado peso. Acima 
do vaso, uma pedra está de-
pendurada por um barbante 
em uma balança de mola (b), 
do tipo usado por verdurei-
ros. Se abaixarmos (b) de modo a mergulhar a pedra 
na água, mas sem a encostar no fundo do vaso, o 
que ocorrerá com as indicações de (B) e (b)?
 78. (Efomm-RJ) Considere uma bolinha de gude de 
volume igual a 10 cm3 e densidade 2,5 g/cm3 pre-
sa a um fio inextensível de comprimento 12 cm, 
com volume e massa desprezíveis. Esse conjun-
to é colocado no interior de um recipiente com 
água. Num instante t0, a bolinha de gude é aban-
donada de uma posição (1) cuja direção faz um 
ângulo u 5 45° com a vertical conforme mostra 
a figura a seguir.
O módulo da força de tração no fio, quando a bo-
linha passa pela posição mais baixa (2) a primeira 
vez, vale 0,25 N. Determine a energia cinética 
nessa posição anterior.
Dados: rágua 5 1 000 kg/m
3 e g 5 10 m/s2.
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m
m
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2
0
1
7.
a) 0,0006 J
b) 0,006 J
c) 0,06 J
d) 0,6 J
e) 6,0 J
 79. (Unifor-CE)Um corpo, constituído de um metal 
cuja densidade é 7,5 g/cm3, é abandonado no in-
terior de um líquido de densidade 1,5 g/cm3. 
A aceleração que o corpo adquire no interior des-
se líquido assim que inicia o movimento, em 
m/s2, vale:
Dado: aceleração da gravidade 5 10 m/s2.
a) 8,0.
b) 6,0.
c) 5,0.
d) 4,0.
e) 2,5.
 80. Uma esfera de massa 1,0 kg e de volume 
9,8 ? 1024 m3 é abandonada na água de um tanque, 
percorrendo, em movimento vertical e acelerado, 
2,5 m até chegar ao fundo. Sendo a densidade da 
água igual a 1,0 ? 103 kg/m3 e g 5 10 m/s2, calcule 
depois de quanto tempo a esfera chega ao fundo 
do tanque. Considere desprezível a força de re-
sistência viscosa da água.
água
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