Questões de Vestibular de Física - Estática e Hidrostática
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Um portão fixado a uma coluna está articulado nos pontos P1 e P2, conforme ilustra a imagem a seguir, que indica também três outros pontos: O, A e B. Sabe-se que = 2,4 m e = 0,8 m.
Para abrir o portão, uma pessoa exerce uma força perpendicular de 20 N no ponto B, produzindo um momento resultante MB.
O menor valor da força que deve ser aplicada no ponto A para que o momento resultante seja
igual a MB, em newtons, corresponde a:
No interior de uma quantidade de água, as moléculas atraem-se devido às ligações de hidrogênio, de modo que a força resultante sobre cada molécula é nula. Entretanto, na superfície, as moléculas de água estão em contato tanto com outras moléculas de água como com moléculas de gases e vapores presentes no ar. A atração do ar pelas moléculas de água é menor do que a atração das moléculas de água entre si, de modo que a força resultante nas moléculas da superfície não é nula, criando a chamada tensão superficial, que funciona como uma fina membrana elástica na superfície da água.
(www.if.ufrgs.br. Adaptado.)
A intensidade da tensão superficial (σ) é dada pela razão entre a intensidade da força exercida pela superfície do líquido, devido à tensão superficial, e o comprimento (L) da linha ao longo da qual a força atua:
Uma agulha cilíndrica de 5,0 cm de comprimento é colocada
deitada, em repouso, sobre a superfície da água contida em
um copo, com tensão superficial s = 0,073 N/m.
Nesse caso, a agulha ficará sujeita à sua força peso e às forças e de mesma intensidade, causadas pela tensão superficial da água, tangentes à seção transversal circular da agulha nos pontos de contato com a água, formando um ângulo θ com a vertical.
Seção transversal circular da agulha
Quando a agulha estiver na iminência de afundar , terão direção vertical. Adotando-se g = 10 m/s2
, a maior massa que essa agulha pode ter sem que afunde totalmente é
Um aquário contém uma quantidade fixa de água e a pressão que ela exerce no fundo do mesmo é P. Alternadamente, dois objetos distintos, de mesmo volume, porém de massas distintas, são colocados dentro do aquário sem derramar água. O primeiro objeto flutua na água, com apenas uma parte do seu volume submerso. Entretanto, quando o segundo objeto é inserido, ele submerge completamente. As respectivas pressões exercidas pela água no fundo do aquário em cada um dos casos são denotadas por P1 e P2.
As comparações entre P1 , P2
e P são: