Questões de Vestibular Sobre estática e hidrostática em física

Uma esfera oca de chumbo de raio externo R flutua na água de modo que metade do seu volume fica submersa. Considere a densidade da água sendo p e g o módulo da aceleração da gravidade. Assim, a massa da esfera é dada por

A figura abaixo representa um protótipo experimental do Medidor de Venturi, utilizado para medir a vazão dos fluidos nos canos. Esse experimento consiste basicamente em um tubo horizontal, ligado a um secador de cabelo. Na parte inferior do tubo horizontal encontra-se uma mangueira transparente em forma de U (manômetro) contendo água colorida com um dos ramos ligado a parte mais larga do cano horizontal (denominado ramo A) e o outro ramo ligado a parte mais estreita do cano horizontal (denominado ramo B). Quando o secador é ligado, observa-se um desnível nos ramos do vaso devido ao movimento do fluido no cano horizontal.

Em relação ao experimento, são feitas as seguintes afirmações
I - A pressão na superfície do líquido é a mesma nos dois ramos do manômetro. II - Com o estreitamento do cano horizontal, ocorre um aumento na velocidade do fluido, o que gera uma diferença de pressão provocando o desnível do líquido no manômetro. III - O desnível é gerado, pois a velocidade do ar que passa pelo ponto de ligação do ramo A ao cano é maior do que a velocidade do ar que passa pelo ponto de ligação do ramo B ao cano.

Assinale a alternativa correta.

A figura a seguir ilustra um aquário cheio de água em que uma pequena esfera de massa M flutua em repouso. A esfera possui carga negativa constante, de módulo Q. Dentro do aquário, existe um campo elétrico uniforme, de módulo E e sentido vertical para cima. Denotando as densidades de massa da água e da esfera por _ρágua e _ρesfera e a aceleração da gravidade por g, a razão carga-massa da esfera, Q/M, é expressa por:   

Um navio possui massa de 500 mil toneladas e ainda assim consegue flutuar. Considere que o navio flutua em repouso, com a densidade da água igual a 1 kg/L. Qual é o volume submerso do navio, isto é, o volume do navio (incluindo as suas partes vazias) que se encontra abaixo da linha d’água?

Três livros idênticos, de peso 8 N cada, encontram-se em repouso sobre uma superfície horizontal (ver figura). Qual é o módulo da força que o livro 2 exerce no livro 1?

Esta figura mostra três esferas com mesmo volume, mas com massas diferentes.

• A esfera I flutua com metade do volume submerso.

• A esfera II flutua com todo o volume submerso.

•A esfera III está apoiada no fundo do recipiente.

Observando o Princípio de Arquimedes, ASSINALE a alternativa que contém a informação correta sobre a densidade e o empuxo sofrido pelas esferas.

Acerca do assunto tratado no texto I, analise a seguinte situação-problema:

No Mar Morto, na Palestina, uma pessoa pode flutuar facilmente, com parte considerável de seu corpo fora da água. Por que será que isso acontece?

Por causa da grande composição salina, a densidade da água é diferente da água de mar normal a que estamos acostumados, portanto, o corpo humano FLUTUA. Não é exatamente boiar… mas no Mar Morto, você literalmente flutua! (Adaptado de <http://drieverywhere.net/index.php/2010/05/20/mar-morto>)

Em relação ao texto acima, segundo o princípio de Arquimedes, podemos afirmar que uma pessoa pode flutuar facilmente, no Mar Morto, devido à

I - densidade da água neste local ser muito elevada, portanto, quanto maior for a densidade da água, maior será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

II - densidade da água neste local ser muito baixa, portanto, quanto menor for a densidade da água, maior será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

III - densidade da água neste local ser muito alta, portanto, quanto maior for a densidade da água, menor será o empuxo que age sobre a pessoa imersa nessa água.

Após a análise feita, conclui-se que é(são) correta(s) apenas a(s) proposição(ões)

Acerca do assunto tratado no texto I, analise a seguinte situação problema:
O empuxo é um fenômeno que está muito presente em nossa vida. Nos finais de semana, em seu lazer, quando as pessoas vão aos banhos de piscina, observam-se várias situações em que se percebe que na água as pessoas se sentem mais leves e, portanto, fica mais fácil levantar uma pessoa dentro da piscina que fora dela. De acordo com o princípio de Arquimedes, que define o empuxo, assinale a alternativa correta.

Antes do início do torneio de futsal, organizado pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Roraima - IFRR, os estudantes do curso de Licenciatura em Educação Física precisaram encher a bola que iria ser utilizada durante as partidas. Sabendo-se que foi utilizada uma bomba de ar manual e que durante o rápido processo de vai e vem do pistão a temperatura no final do cilindro da bomba aumentou, um aluno, acertadamente, concluiu que:

A figura a seguir ilustra três cilindros sólidos maciços e homogêneos, de mesma área da base e altura (volumes iguais), em equilíbrio em um líquido. O cilindro A está completamente submerso, sem tocar no fundo do recipiente, o cilindro B está com metade de seu volume emerso, enquanto o cilindro C apresenta 1/3 de seu volume abaixo da superfície livre do líquido.
Sobre essa situação, é correto afirmar que

No dia 1º de junho de 2009, o voo 447 da companhia aérea Air France caiu no Oceano Atlântico, entre o Rio de Janeiro e Paris, vitimando 228 pessoas. Segundo o BEA (sigla em francês para Escritório de Investigação e Análise), uma das causas da queda foi a obstrução das Sondas de Pitot por cristais de gelo. Disponível em:<http://revistaepoca.globo.com/Revista/Epoca/0,,EMI253072- 15228,00.htm> . Acesso em: 05 dez. 2011. [Adaptado].
Um Tubo de Pitot consiste em um corpo afilado acoplado a um manômetro diferencial para medir a diferença de pressão entre os pontos O e A (figura 2). Se ρ é a densidade no ponto A, ρ₀ é a densidade do fluido no tubo em forma de U e h a diferença de nível entre os dois ramos, a velocidade v do escoamento do fluido é descrita como: NUSSENZVEIG, H. M. Curso de Física Básica 2. São Paulo: Edgard Blucher, 1981. Desta forma, considere um avião em voo de cruzeiro, com velocidade constante e igual a 720 km/h e a 10.000 m de altitude. Na altitude em questão, g = 9,776 m/s² e a densidade do ar (externa ao tubo) é 0,4135 kg/m³ . Se a diferença de nível do tubo em U é 2,0 mm, marque a alternativa que representa a densidade do fluido dentro do tubo. Instruções: Escreva o resultado em notação científica, desconsidere a parte fracionária do resultado e divida o resultado final por 10⁵ .

O reservatório indeformável da figura a seguir, cujo volume interno é 2,0 litros, contém ar comprimido a 4,0 atm de pressão. O registro R é aberto e deixa escapar o ar para o cilindro, até que o pistão suba 50 cm e fique em equilíbrio. Nesse instante o registro é fechado novamente. A área do pistão é de 100 cm², o seu peso é desprezível e não há atrito com as paredes do cilindro. Durante todo o processo a temperatura permaneceu constante. Considere a pressão atmosférica p_atm = 1 atm.


A pressão final no reservatório será de:

O reservatório indeformável da figura a seguir, cujo volume interno é 2,0 litros, contém ar comprimido a 4,0 atm de pressão. O registro R é aberto e deixa escapar o ar para o cilindro, até que o pistão suba 50 cm e fique em equilíbrio. Nesse instante o registro é fechado novamente. A área do pistão é de 100 cm² , o seu peso é desprezível e não há atrito com as paredes do cilindro. Durante todo o processo a temperatura permaneceu constante. Considere a pressão atmosférica p_atm = 1 atm
A pressão final no reservatório será de:

Os crocodilos, costumeiramente, optam por flutuar próximo à superfície da água e manter apenas o topo da cabeça emersa. Ao estudar esse comportamento, um biofísico construiu o modelo da FIGURA 09:
FIGURA 09

O corpo desse modelo, cujo material tem densidade igual a 980 kg/m³ , é um bloco maciço com as dimensões seguintes: 2,0 m x 0,60 m x 0,25 m. A água do tanque de testes apresenta densidade igual a 1,0 x 103 kg/m³ e, no local, g = 10 m/s². Nas condições dadas, o valor correto do peso da cabeça do modelo é:

Considere que uma substância S comporta-se segundo o diagrama de fases ilustrado na FIGURA 05:


De acordo com esse diagrama, se uma amostra da substância S estiver a 35 ºC de temperatura e sob pressão de 3,75 atm, o estado de agregação da amostra será:

Henrique fixa um bloco de madeira, de volume V, a outro bloco, construído com madeira idêntica, de volume 5V, como representa a FIGURA 03:

Em seguida, Henrique põe o conjunto para flutuar na água, de modo que o bloco menor fique em cima do maior. O menino verifica, então, que 3/5 do volume do bloco maior ficam imersos e que o nível da água sobe até a altura h, como mostra a FIGURA 04. Se o conjunto for virado, de modo a flutuar com o bloco menor embaixo do maior, é fisicamente CORRETO afirmar que:

Em um projeto estrutural, a ser implementado na construção de uma residência, uma viga V, cujo peso vale P = 24kN, é sustentada pelas colunas A e B, como ilustra a FIGURA 01:

Nesse projeto, para que a viga permaneça em equilíbrio, É NECESSÁRIO que:

No elevador mostrado na figura abaixo, o carro no cilindro à esquerda, na posição E, tem uma massa de 900 kg, e a área da secção transversal do cilindro é 2500 cm² . Considere a massa do pistão desprezível e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² . A área da secção transversal do cilindro, na posição D, é 25 cm² , e o pistão tem massa desprezível.
Se o elevador for preenchido com óleo de densidade 900 kg/m³ , a força mínima F, em Newton, necessária para manter o sistema em equilíbrio será

A fossa das Marianas, localizada na região das Ilhas Marianas, no oceano Pacífico, é o local mais profundo dos oceanos. Em 1960, um oceanógrafo suíço e um tenente da Marinha norte-americana desceram ao fundo da fossa, a uma profundidade de 11 km em relação ao nível do mar, a bordo de um submersível militar norte-americano, chamado de batiscafo Trieste. O curioso é que a pressão atmosférica na superfície do mar nesta região é dada por 1,010 x 105 Pa
Fonte: <https://super.abril.com.br/comportamento/fossa/. Acesso em 28 ago. 18.
Considerando que a água do mar tem uma massa específica uniforme de 1kg/L e que a aceleração gravitacional é de 9,8 m/s², ASSINALE a opção que indica a pressão manométrica máxima suportada pelo batiscafo Trieste ao fundo da fossa.

Qual é a pressão exercida por uma força de 1,2018 N sobre uma placa quadrada de lado 20 cm?