Questões de Física - Estática e Hidrostática para Concurso

Um problema muito comum com que os alunos se deparam no laboratório de Física está relacionado às forças que atuam num corpo quando este está em repouso ou em movimento num plano inclinado. Numa rampa com inclinação de 36º, um corpo se move sob a influência de uma força horizontal F. Considerando que não há atrito e que sua massa seja 40 kg,

Dados

g = 9,8 m/s² sen 36° = 0,588 cos 36° = 0,809 tan 36° = 0,726

calcule a força F necessária para que o corpo suba a rampa com velocidade constante.

Suponha que, quando um piloto faz uma curva muito fechada em um avião moderno, a pressão do sangue na altura do cérebro diminui e o sangue deixa de abastecer o cérebro. Se o coração mantém a pressão manométrica (hidrostática) da aorta em 120 torr quando o piloto sofre uma aceleração centrípeta horizontal de 4g, qual a pressão sanguínea no cérebro (em torr), situada a 30 cm de distância do coração no sentido do centro da curva?

(Considere: g = 9,8m/s² e 1 torr = 133Pa)

Seja a equação abaixo:

Essa equação indica que a força aplicada a um objeto é igual ao produto de sua massa e sua aceleração. Em termos mais simples, isso significa que um objeto sujeito a uma força resultará em uma aceleração proporcional à força e inversamente proporcional à massa. Esta é a: 

Considere um flutuante em forma de paralelepípedo como o da figura abaixo, feito de material com densidade 7,0x10³ kg/m³ e dimensões indicadas na figura. No interior desse flutuante há uma cavidade com ar e volume V_cav que o permite flutuar. Qual deve ser a razão entre O volume da cavidade e o volume total do flutuante para que ele flutue com metade do volume imerso? Despreze o peso do ar.

Dados: gravidade = g e densidade da água 1,0x10³ kg/m³.

Uma barra plana de peso desprezível tem o comprimento de 10 m e está simplesmente apoiada em dois suportes, nos pontos A e B, que distam 6 m entre si e que a mantém na posição horizontal. Uma das suas extremidades está apoiada em A, e a outra está presa a uma mola ideal vertical fixa no teto de constante elástica igual a 25 N/m, conforme representado no desenho abaixo. Um menino de peso 400 N caminha sobre a barra a partir do ponto B em direção à extremidade presa à mola. Quando o menino está à máxima distância D do ponto A, sem que a barra gire, a elongação da mola é de 40 cm. O valor da máxima distância D é

Desenho Ilustrativo – Fora de Escala

Um sistema é constituído por quatro objetos P₁, P₂, P₃ e P₄ de massas respectivamente iguais a M₁ = 5 kg, M₂ = 10 kg, M₃ = 15 kg e M₄ = 20 kg, localizados em um plano cartesiano xy, respectivamente, nas coordenadas

P₁ (−20,10), P₂ (20,0), P₃ (30,10) e P₄ (5,15), dadas em metros.

As coordenadas do Centro de Massa desse sistema são, em metros,

        Um poste possui altura  e formato do paraboloide dado pela equação 




com raio da base A densidade do poste é dada pela função 

A partir dessas informações, conclui-se que o centro de massa c_m do poste está no ponto

Como parte essencial dos laboratórios didáticos, dinamômetros são utilizados para medir a força resultante em corpos. Um uso frequente desse instrumento é a medição da força resultante sobre um corpo quando suspenso no ar ou mergulhado em um fluido. Na situação ilustrada na Figura 6 abaixo, à esquerda, uma esfera é suspensa no ar, e o dinamômetro registra 10 N. À direita, a mesma esfera está completamente submersa em um fluido, e o dinamômetro marca 8 N. 





Considerando que o volume da esfera é 2,5 x 10−4 m³ e g = 10 m/s², qual é o valor da densidade do fluido? 

Em um experimento, três recipientes de base circular são colocados em repouso sobre uma mesa horizontal. Em seguida, os recipientes são preenchidos com líquidos que se encontram em equilíbrio hidrostático. A figura precedente mostra esses recipientes vistos de perfil e os pontos A, B e C de cada um dos líquidos.

Em relação ao experimento descrito, assinale a opção correta.

Considerando que, no esquema mostrado na figura precedente, uma partícula de massa m tenha sido transportada por caminhos distintos entre os pontos A e B, próximos à superfície terrestre, julgue os itens a seguir, relativos ao trabalho da força peso da referida partícula nas trajetórias 1, 2 e 3.

I O trabalho do peso é igual em qualquer uma das três trajetórias.

II O trabalho do peso é maior na trajetória 1, pois a partícula sofreu o maior deslocamento.

III Cada uma das trajetórias terá um valor distinto do trabalho da força peso, não sendo possível identificar qual deles é maior ou menor.

Assinale a opção correta. 

Nas viagens por rodovias, é possível perceber que algumas curvas são compensadas, ou seja, a rodovia é inclinada em relação à horizontal. A finalidade dessa compensação é diminuir o risco de derrapagem dos veículos, principalmente quando o atrito pode diminuir na situação de pista molhada. A seguir é ilustrado, de forma esquemática, um automóvel de massa m que trafega com velocidade de módulo constante e igual a V, e efetua uma curva compensada de raio R, com uma inclinação igual a θ. 





Considerando as informações do texto e da figura precedentes, julgue os itens a seguir e, se necessário, para efeitos de cálculo, considere que o veículo tenha dimensões desprezíveis.

I Quando o automóvel realiza a curva sem derrapar, o atrito entre os seus pneus e o piso da rodovia é do tipo estático.

II O ângulo θ para o qual a resultante centrípeta permita que o carro seja mantido na pista, sem a necessidade de atrito, é igual a arctan ( V² / R . g )

III Caso os atritos sejam desprezíveis, a velocidade que o veículo deverá ter para executar a curva será V = √ R.g.tanθ .

IV Caso a rodovia seja plana e horizontal (θ = 0º), é possível efetuar a curva desde que exista atrito entre os pneus do veículo e o piso da rodovia.
Assinale a opção correta.

Em uma balança de pratos que está travada para evitar movimentos, são colocados dois béqueres idênticos, cada um preenchido com a mesma quantidade de água. Em seguida, duas esferas de igual volume são mergulhadas nesses líquidos, assim como mostra a figura abaixo. A esfera à esquerda tem uma massa específica que corresponde à metade da massa específica do líquido. Para manter-se completamente submersa, ela é presa ao fundo do béquer com o auxílio de uma corda de massa desprezível. A esfera à direita, por sua vez, tem uma densidade igual ao dobro da densidade do líquido. Para manter-se completamente submersa, ela é suspensa por uma corda de massa desprezível. 





Agora, quando a balança de pratos for liberada, o que acontece?

O sistema representado a seguir está em equilíbrio. Considere a barra homogênea e pesando 120 N. 

Se o peso do bloco é de 30N, para manter a barra em equilíbrio, o homem representado na figura deverá fazer uma força vertical  para cima, no valor de: 

O sistema representado na Figura abaixo consiste em um tubo em formato de U, conectado, pela sua extremidade A, a um reservatório fechado, que contém gás nitrogênio. Esse tubo é aberto na extremidade C, onde a pressão é igual à atmosférica (10⁵ N/m² ). A densidade do óleo entre os pontos B e C é igual a 0,84 g/cm³ , e a do mercúrio, entre os pontos A e B, é igual a 13,6 g/cm³ .







Para h₁ = 30 cm e h₂ = 50 cm, a pressão, em N/m² , do reservatório de N₂ é igual a 

Dado g = 10 m/s²

O sistema representado na Figura abaixo compreende uma alavanca AO e dois cilindros hidráulicos. A alavanca é vinculada à haste do pistão do cilindro menor no ponto B, situado na metade do comprimento AO. O pistão do cilindro menor tem área igual a S₁ , e a área S₂ , do pistão do cilindro maior, é igual ao triplo da área S₁ . Os cilindros contêm óleo e são ligados por um mangote inextensível, que permite a passagem do fluido de um cilindro a outro.





Ao aplicar a força F₁ , igual a 36 N, no ponto A da alavanca, produz-se a força F₂ que, em N, é igual a

Uma tubulação foi colocada sobre dois apoios, conforme ilustrado na Figura, para minimizar os efeitos de flexão durante o transporte.





Considere que a tubulação tenha um peso distribuído uniformemente, expresso em N/m.
O melhor posicionamento dos apoios A e B será aquele em que os momentos fletores nas seções A, B e C sejam 

Durante a inspeção de um elevador, foi realizado um teste para verificar o estado de conservação do cabo de acionamento em operação.
O elevador, com carga de 4.500 N, foi deixado livre para mover-se apenas com o contrapeso de 500 N, conforme ilustrado na Figura.




Nesse cenário, considerando-se g = 10 m/s² , a aceleração de descida do elevador, expressa em m/s² , é

Na Figura abaixo, são mostrados 3 vasos, A, B e C, abertos para a atmosfera. Esses vasos têm formas diferentes, mas foram preenchidos com água até o mesmo nível.



A relação entre as pressões no fundo de cada um deles é descrita por

Em uma câmara de vácuo, uma placa de vidro de 10 mm x 10 mm é colocada a uma distância de 300 mm de uma fonte puntual de Ag, mantida a 1300 K. A pressão de vapor de prata nessa temperatura é da ordem de 1 Pa. A pressão de trabalho na câmara é 10^-4 Pa. Um filme de Ag de 100 nm é depositado a uma taxa de 1 nm/s, nessas condições. A pressão parcial de O₂ foi estimada em 10^-6 Pa. A densidade da Ag é de 10,49 g/cm³ e o seu peso molecular é igual a 107,8 g/mol.
Constante de Avogadro = 6,02 x 10²³/mol

A partir desses dados, a contaminação do filme de prata por oxigênio é