Questões de Concurso Comentadas sobre estática e hidrostática em física

Em uma aula de ciências, um aluno bebeu água de um copo, utilizando um canudo de plástico.
A observação serviu para ilustrar o tema

Para construir, são realizadas algumas etapas, uma delas é a construção do telhado. Durante a construção do telhado, foram colocadas as telhas, sem a devida fixação. Antes de fixar o telhado, aconteceu um vendaval com ventos de até 126 km/h. Considere a densidade do ar 1,2 kg/m³ e desconsidere a espessura das telhas. A área utilizada para colocar as telhas foi de 75 m² . Despreze a resistência do ar e use a aceleração de queda livre igual a 9,8 m/s² . Qual é a menor massa do telhado para as telhas não voarem?

Uma pessoa observa a água sair através de uma mangueira em uma direção paralela ao solo e percebe o alcance igual a 2,4 m. Para alterar o alcance, ela coloca o dedo no local de saída da água, reduzindo o diâmetro de saída em 20 %. Durante as observações, a altura da mangueira não se altera. Considere a água como um fluido ideal e despreze a resistência do ar. Qual é o novo alcance?

Uma boia está com 75 % do volume submerso enquanto uma pessoa cochila sobre ela. O corpo da pessoa está fora da água e sua massa é de 63 kg. A boia possui volume igual a 0,35 m³ . A densidade da água em que a boia foi colocada é igual a 1000 kg/m³ . Qual é a densidade da boia?

Na gangorra de braços desiguais, Sarah, cujo peso é 450 N, está sentada no extremo do braço menor (2 m). Enquanto isso, Enzo encontra-se sentado no outro extremo, de braço maior (4 m), conforme imagem a seguir:

Considere que a tábua, articulada no ponto “O”, possui peso desprezível. O peso que Enzo deverá possuir para que a tábua fique em equilíbrio horizontal será de:

Para realizar uma limpeza na indústria, a operária precisou empurrar dois equipamentos que estavam encostados, conforme apresentado na imagem a seguir:

Ambos os equipamentos estavam apoiados sobre uma superfície horizontal, na qual o atrito pode ser desprezado. Para mudar os equipamentos de lugar, a operária aplicou uma força horizontal com 50 N de intensidade. Sobre o exposto, é correto afirmar que:

Após o expediente de trabalho, a professora notou que o pneu do seu carro estava furado. Para realizar a troca, ela utilizou a chave de roda e aplicou uma força de 60 N, perpendicular ao eixo, para criar um torque, conforme imagem a seguir: 

(Disponível em: https://www.minutoseguros.com.br/blog/passo-a-passo-de-como-trocar-pneu/. Acesso em: junho de 2014. Adaptado.) 

Considerando que a haste da chave de roda (braço de força) apresenta 50 cm, o torque será de: 

Durante uma atividade experimental, os alunos precisam calcular a força necessária para mover um objeto em diferentes superfícies. Avalie as afirmativas abaixo:

1. A inércia é a tendência de um corpo em manter seu estado de movimento ou repouso, a menos que uma força externa atue sobre ele.

2. O peso de um objeto é a força gravitacional exercida sobre ele, sendo diretamente proporcional à sua massa e à aceleração da gravidade.


3. A força necessária para mover um objeto é maior em uma superfície lisa do que em uma superfície áspera, devido à menor resistência ao movimento.

4. A massa de um objeto é a quantidade de matéria que ele contém, independente da gravidade.

5. A aceleração de um objeto em queda livre é constante, independentemente de sua massa, devido à força da gravidade.

Alternativas:

Um sistema de coleta de água de chuva para reúso foi construído em uma região onde o índice pluviométrico é de 1.000 mm/ano. A coleta é feita na área de 3.650 m² de telhado da empresa, sendo armazenada em um tanque aberto. Qual a menor potência da bomba requerida para bombear a água para um reservatório aberto a 28,8 m de altura do nível da cisterna de coleta, supondo a perda de carga desprezível no circuito hidráulico e a eficiência da bomba de 80%? A bomba deverá operar durante um período diário de apenas uma hora, tendo a capacidade de enviar para o reservatório a quantidade de água acumulada durante um dia. Massa específica da água = 10³ kg/m³; g=10m/s².

A equação do balanço global de energia mecânica é dada abaixo:

Resposta:

Um manômetro de tubo em U está conectado em uma placa de orifício, onde escoa ar, conforme ilustrado na figura abaixo. Se o fluido do manômetro for o mercúrio e se P₁= 2 atm, determine a pressão P₂ (em N/m²). Nesta questão, considere g=10 m/s², ρ_Hg=13,6 10³ kg/m³, ρ_Ar=1 kg/m³, h=1 m. Dados: 1 atm = 1,013 10⁵ N/m². 

Resposta:

Observe a figura a seguir.

Nesse caso, a força exercida pela superfície horizontal de apoio sobre o caixote tem um módulo igual a

Um caminhão se desloca em uma estrada plana retilínea e horizontal em movimento uniforme, de modo que suas rodas, de 0,50 m de raio, rolam sem deslizar na estrada.

Sendo assim, enquanto o caminhão percorre a distância de 628 m, suas rodas efetuam

As figuras a seguir ilustram o experimento proposto pelo professor e realizado pelos alunos no laboratório de uma escola da rede de ensino da cidade de São Paulo.

As afirmativas são, respectivamente,

Observe a figura representada a seguir.

Uma esfera de aço de pequenas dimensões e com peso de módulo igual a 25 N, que estava em repouso, suspensa por um fio de 2,5 m de comprimento a um suporte, recebe um impulso horizontal. A esfera passa a percorrer uma trajetória circular, de centro no ponto de suspensão do fio, num plano vertical e consegue chegar, no máximo a 0,50 m de altura acima de sua posição inicial. O módulo da resultante das forças que atuam sobre a esfera no instante em que ela alcança essa posição mais alta é

As figuras a seguir ilustram a tarefa que o professor propôs para os alunos no laboratório de uma escola da rede municipal de São Paulo.

Desse modo, o professor induziu os alunos a evidenciar, experimentalmente, o princípio

Após realização de experimentos, verificou-se que, quando há uma velocidade relativa entre um fluido e um corpo, este último experimenta uma força de atrito, também chamado de arrasto FR, que se opõe ao movimento relativo, de acordo com a expressão . Onde C é o coeficiente de arrasto que depende da forma do corpo, r é densidade do fluido e A é a área da seção transversal efetiva do corpo. Considerando o corpo com massa m e a aceleração da gravidade g, qual é a porcentagem aproximada da variação da velocidade terminal, se diminuir a área da seção transversal efetiva pela metade?

No planeta Y, um líquido em regime estacionário flui em um duto cujo diâmetro dobra na região central. Instalado um medidor de Venturi, com densidade do líquido manométrico igual à do fluido escoante, observa-se uma diferença de altura H = 2,25 cm entre as alturas dos manômetros. Supondo que o fluido se desloque da esquerda para a direita, que na região central sua velocidade seja igual a V₂ = 7,5 cm/s, e que as alturas geométricas z das secções possam ser consideradas idênticas, a aceleração gravitacional local g_Y é:

_{Fonte: Nussenzveig, H.M. Curso de física básica – 1ª edição Vol. 2 Ed. Blucher, p. 41 (Adaptada)}

Uma força F igual a 500 N, aplicada conforme a figura a seguir, mantém o sistema em equilíbrio de forças. Admitindo-se massas desprezíveis para as polias e as cordas, a densidade da água valendo 1g/cm³ e o volume do corpo imerso, 6,0 x 10⁴ cm³, qual o valor da massa do corpo X, em kg, para esta situação?

No laboratório de Física existe um experimento para determinarmos a densidade de corpos que afundam na água, por exemplo. Para realização dessa experiência dispomos, basicamente, de um dinamômetro e um recipiente contendo água (d = 1000 kg/m³). A figura abaixo mostra o esquema do experimento, bem como os valores registrados nos dinamômetros, respectivamente, 100N e 20N, nas duas situações distintas, ou seja, o bloco fora d’água e o bloco mergulhado na água.

Considerando a aceleração da gravidade no laboratório igual 10 m/s² , podemos afirmar que a densidade do bloco vale: