Questões de Concurso Comentadas sobre hidrostática em física

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?

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:

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,

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:

A figura representa um esquema reduzido do sistema de freio hidráulico onde são representados o pedal, no qual é aplicada a força de intensidade F1, o cilindro de freio, para o qual é transmitida a força de intensidade F2 e as tubulações contendo um fluído de freio ideal. São também representadas as áreas dos êmbolos A1 e A₂ que são circulares cuja razão entre os raios, maior e menor, vale 3.

Nessas condições e desprezando quaisquer atritos, para F1 = 10 N, temos F2 igual a:

Uma prensa hidráulica tem dois pistões cilíndricos de diâmetros d₁ = 4 cm e d₂ = 20 cm, conforme figura abaixo.

Para sustentar uma carga F₂ ela deve ser acionada por uma força F₁ igual a

Para avaliar os conhecimentos de Física aplicados de forma interdisciplinar, foi pedido a um aluno do curso de Meio Ambiente do Instituto Federal que fizesse um desenho representando aquíferos e poços. O desenho é mostrado a seguir:

Figura: Adaptado de www.ufrrj.br/instituto/it/de/acidentes/agua1.htm. Acesso ern: 30 jul. 2019.

Com base no desenho feito pelo estudante, julgue qual das afirmativas a seguir está correta.

Essa figura mostra quatro recipientes de diferentes formas, porém com a mesma área de base com valor A. Eles estão preenchidos com o mesmo tipo de fluido, até a mesma altura h. Considerando essa situação, assinale a alternativa correta.

Observe o comportamento de uma maçã na água doce:

                                                             

A maçã flutua na água porque

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 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?