Questões de Vestibular de Física - Estática e Hidrostática

A figura abaixo ilustra uma alavanca que gira em torno do ponto O. Dois triângulos, do mesmo material e de mesma espessura, estão presos por fios de massa desprezível nos extremos da alavanca. Um triângulo é equilátero; o outro é retângulo e isósceles, e sua hipotenusa tem o mesmo comprimento que os lados do triângulo equilátero. Note que, neste caso, o peso dos objetos é proporcional à sua área. Conclui-se que, na condição de equilíbrio da alavanca, a razão das distâncias, i/e, é igual a

Sempre que necessário, use aceleração da gravidade g = 10 m/s2 .

Uma chaminé de 30 m de altura pende, sem se quebrar, até uma inclinação de 30° com a vertical. Considere a aceleração da gravidade como 10 m/s² e o diâmetro da chaminé muito menor que sua altura. Suponha que nessa configuração haja uma força vertical de 1 N puxando rumo ao solo a ponta da chaminé. Nesta situação, o torque exercido por essa força no topo da chaminé vale, em N×m,

Considere um tanque cilíndrico com água e cuja pressão no fundo é 10⁵ N/m². Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s² e a densidade da água 1 kg/L, é correto afirmar que a altura da coluna de água é, em metros,

Uma luminária com peso de 76 N está suspensa por um aro e por dois fios ideais. No esquema, as retas AB e BC representam os fios, cada um medindo 3 m, e D corresponde ao ponto médio entre A e C.

Sendo BD = 1,2 m e A, C e D pontos situados na mesma horizontal, a tração no fio AB, em newtons, equivale a:

No sistema auditivo humano, as ondas sonoras são captadas pela membrana timpânica, que as transmite para um sistema de alavancas formado por três ossos (martelo, bigorna e estribo). Esse sistema transporta as ondas até a membrana da janela oval, de onde são transferidas para o interior da cóclea. Para melhorar a eficiência desse processo, o sistema de alavancas aumenta a intensidade da força aplicada, o que, somado à diferença entre as áreas das janelas timpânica e oval, resulta em elevação do valor da pressão.
Considere que a força aplicada pelo estribo sobre a janela oval seja 1,5 vezes maior do que a aplicada pela membrana timpânica sobre o martelo e que as áreas da membrana timpânica e da janela oval sejam 42,0 mm² e 3,0 mm² , respectivamente. Quando uma onda sonora exerce sobre a membrana timpânica uma pressão de valor P_T, a correspondente pressão exercida sobre a janela oval vale

No conto “O mistério de Maria Rogêt”, de Edgar Alan Poe, ao procurar esclarecer a verdadeira identidade de um cadáver jogado na água, o detetive Dupin, mediante a análise dos fatos e das informações da imprensa, faz uso do seguinte raciocínio científico: “ (...) a gravidade específica do corpo humano, em sua condição natural, é quase igual à massa de água doce que ele desloca. (...) É evidente, contudo, que as gravidades do corpo e da massa de água deslocada são muito delicadamente equilibradas, e que uma ninharia pode fazer com que uma delas predomine. Um braço, por exemplo, erguido fora d'água e assim privado de seu equivalente é um peso adicional suficiente para imergir toda a cabeça, ao passo que a ajuda casual do menor pedaço de madeira habilitar-nos-á a elevar a cabeça, para olhar em derredor”. (Edgar Alan Poe, apud João Zanetic, Física e Literatura: construindo uma ponte entre as duas culturas. 2006, p. 61. Disponível em http://www.scielo.br/pdf/hcsm/v13s0/03.pdf. Acessado em 05/07/2016.) A partir do raciocínio científico presente no excerto acima, é correto afirmar que:

Um tubo em forma de U, aberto nos dois extremos e de seção reta constante, tem em seu interior água e gasolina, como mostrado na figura.

Sabendo que a coluna de gasolina (à esquerda) é de 10 cm, qual é a diferença de altura Δh, em cm, entre as duas colunas?

Pela turbina de uma hidrelétrica, passam 500 m³ de água por segundo. A ordem de grandeza do volume de água que passa por essa turbina em 3 h corresponde, em litros, a:

Nas figuras apresentadas, observam-se três blocos idênticos e de mesma densidade que flutuam em líquidos diferentes cujas densidades são, respectivamente, d₁ , d₂ e d₃ .

A relação correta entre as densidades dos líquidos está melhor representada pela alternativa:

Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura ao lado.Enquanto a força resultante sobre opino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g.Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é

Note e adote:

π = 3

1 atm = 10⁵ N/m²

aceleração local da gravidade = 10 m/s²

Uma barca para transportar automóveis entre as margens de um rio, quando vazia, tem volume igual a 100 m³ e massa igual a 4,0 × 10⁴ kg. Considere que todos os automóveis transportados tenham a mesma massa de 1,5 × 10³ kg e que a densidade da água seja de 1000 kg × m^-3.

O número máximo de automóveis que podem ser simultaneamente transportados pela barcacorresponde a:

As figuras 1 e 2 representam uma pessoa segurando uma pedra de 12 kg e densidade 2 × 10³ kg/m³ , ambas em repouso em relação à água de um lago calmo, em duas situações diferentes. Na figura 1, a pedra está totalmente imersa na água e, na figura 2, apenas um quarto dela está imerso. Para manter a pedra em repouso na situação da figura 1, a pessoa exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F₁ . Para mantê-la em repouso na situação da figura 2, exerce sobre ela uma força vertical para cima, constante e de módulo F₂ .

                        

Considerando a densidade da água igual a 10³ kg/m³ e g = 10 m/s² , é correto afirmar que a diferença F₂ – F₁ , em newtons, é igual a

A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.

                        

Considerando o diâmetro d₂ do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d₁ do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio?

A figura reproduz uma gravura do termoscópio de Galileu, um termômetro primitivo por ele
construído no início do século XVI



No termoscópio, o ar é aprisionado no bulbo superior, ligado por um tubo a um recipiente aberto contendo um líquido colorido. Assim, pode- se concluir que, se a temperatura ambiente subir, a altura da coluna de líquido colorido

O gráfico abaixo representa a força F exercida pela musculatura eretora sobre a coluna vertebral, ao se levantar um peso, em função do ângulo I, entre a direção da coluna e a horizontal. Ao se levantar pesos com postura incorreta, essa força pode se tornar muito grande, causando dores lombares e problemas na coluna.





Com base nas informações dadas e no gráfico acima, foram feitas as seguintes afirmações:


I. Quanto menor o valor de Φ, maior o peso que se consegue levantar.


II. Para evitar problemas na coluna, um halterofilista deve procurar levantar pesos adotando postura corporal cujo ângulo Φ seja grande.


III. Quanto maior o valor de Φ, menor a tensão na musculatura eretora ao se levantar um peso.


Está correto apenas o que se afirma em

Em repouso, o sistema de vasos comunicantes apresentado está em equilíbrio, de acordo com a figura.



Quando o sistema é submetido a um movimento uniformemente variado devido à ação de uma força horizontal voltada para direita, o líquido deverá permanecer em uma posição tal qual o esquematizado em

Para se realizar uma determinada experiência,

• coloca-se um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior, destampada, a qual é, em seguida, aquecida, como mostrado na Figura I;

• depois que a água ferve e o interior da lata fica totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e retirada do fogo;

• logo depois, despeja-se água fria sobre a lata e observa-se que ela se contrai bruscamente, como mostrado na Figura II.



Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a contração ocorre porque

Para pintar uma parede, Miguel está sobre um andaime suspenso por duas cordas.
Em certo instante, ele está mais próximo da extremidade direita do andaime, como mostrado nesta fgura:


Sejam os módulos das tensões nas cordas, respectivamente, da esquerda e da direita e P o módulo da soma do peso do andaime com o peso de Miguel.

Analisando-se essas informações, é CORRETO afrmar que