Questões de Vestibular Sobre estática e hidrostática em física

De acordo com o Princípio de Arquimedes, "Quando um corpo está totalmente submerso, ou mesmo parcialmente submerso, em um fluido (líquido ou gás) em equilíbrio, este exerce sobre o corpo uma força vertical  E, denominada empuxo, cujo sentido é para cima, isto é, oposto ao sentido do peso p" do corpo”.
As figuras 1, 2, 3 e 4 representam quatro situações nas quais quatro esferas estão totalmente ou parcialmente submersas em um tanque que contém água. Apesar de serem constituídas de materiais diferentes umas das outras, todas as esferas possuem o mesmo volume V. Sabe-se que, nas figuras 2 e 3, as esferas têm metade do seu volume submerso (V/2).



Ao se comparar os módulos dos empuxos E₁ E₂ E₃ E₄, que se referem respectivamente às forças que a água exerce sobre as esferas nas situações representadas nas figuras 1,2,3,e 4,é correto afirmar que: 

Os pregos são hastes em geral feitos de metal com uma das pontas afiada e a outra achatada. Essas peças podem ser feitas de diversos materiais, se apresentam de tamanhos diferentes e sua principal função é unir objetos.
A figura a seguir representa um personagem do desenho animado "Phineas e Ferb” finalizando um de seus grandes projetos. Antes de fixar o último prego na madeira, o pequeno Ferb se pergunta: "porque essa pequena haste não funciona tão bem, se usada ao contrário, ou seja, batendo com a marreta na ponta afiada?”


A eficiência da fixação do prego, referente à posição com a qual ele é colocado em contato com a superfície onde se deseja fixá-lo (pergunta do Ferb), é melhor explicada pelo conceito de:

Na questão, sempre que necessário, use π =3 e g =10 m/s².

A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido no seu interior é P = 5,6 x 10⁴ N/m². A densidade do argônio líquido no tanque é  d = 1 400 . kg/m³. Assim, a altura do tanque será de

O elevador hidráulico é um importante instrumento usado em oficinas mecânicas para levantar automóveis. Um desses elevadores, construído com base no Princípio de Pascal, é composto por dois êmbolos de diâmetros d e 2d e usado para levantar um carro de massa M. Uma força F foi aplicada ao menor êmbolo com o objetivo de manter o carro de massa M suspenso pelo maior êmbolo. Sabendo que a aceleração da gravidade vale g, o valor da força F para manter o carro suspenso é igual a:

A figura mostra um navio mercante britânico que foi afundado na Segunda Guerra Mundial no Mar Vermelho, e que contém de tudo, desde veículos e motocicletas até munições e outras armas.

(warpedspeed.com)
Um mergulhador explorando um caminhão afundado junto com o navio aparece também. O mergulhador desceu verticalmente até o local. Uma vez totalmente imerso, e durante esse movimento, o empuxo exercido pela água sobre o mergulhador

Na praia de Porto de Galinhas, litoral Sul de Pernambuco, existem navios naufragados com história e beleza guardadas no fundo do mar. Atualmente são locais de turismo para quem aprecia mergulhos, que misturam contos com beleza natural. A profundidade desses mergulhos varia entre 20 e 80 metros. Qual a diferença aproximada de pressão entre os dois pontos extremos do mergulho, em atm, onde a densidade da água do mar é 1,03 g/cm³ ?

Um fino tronco de madeira, com 2 m de comprimento e 20 cm de diâmetro, flutua na água mantendo 5 cm de seu diâmetro acima do nível de água, como mostra a figura abaixo. Nessas condições, a densidade relativa da madeira é dada por:

Começamos 2020 com uma boa conquista para a Ciência no Brasil: A Academia Mundial de Ciências neste ano elegeu 36 novos membros. Dentre estes três mulheres cientistas brasileiras. Entre elas, Márcia Barbosa (diretora da Academia Brasileira de Ciências e professora da Universidade Federal do Rio Grande do Sul). É uma grande conquista para Ciência no Brasil. Este feito reforça a defesa desta cientista de que a ciência precisa de mais mulheres porque a ciência precisa de diversidade. O estudo da física na escola precisa problematizar e valorizar as mulheres brasileiras cientistas principalmente para incentivar uma maior participação de mulheres na ciência. Marque a alternativa correta com relação ao tema de estudo da pesquisadora que contribuiu para ingressar na academia:

Para simular o sistema respiratório humano, um aparato com duas bexigas representando os pulmões, uma membrana elástica representando o músculo diafragma e um tubo flexível em forma de “Y”, representando a traqueia e os brônquios, foi montado dentro de um recipiente plástico que representava a caixa torácica. Na figura 1, as bexigas estão vazias. Deslocando-se a membrana elástica para baixo, as bexigas se enchem, conforme a figura 2.


Em uma analogia entre esse aparato e o sistema respiratório humano, o deslocamento da membrana elástica para baixo corresponde

Quando a velocidade de um avião aumenta, o deslocamento das moléculas da atmosfera provoca um aumento da chamada pressão dinâmica (P_d ) sobre o avião. Se a altitude de voo é mantida constante, a pressão dinâmica, dada em Pa, pode ser calculada por P_d = k · v² , sendo v o módulo da velocidade do avião em relação ao ar, em m/s, e k uma constante positiva, que depende da altitude.

O gráfico que representa a relação correta entre P_d e v é:

A figura a seguir destaca os “Tubos de Pitot” de uma aeronave do Museu do Voo em Seattle. Presentes nas aeronaves em operação na aviação civil e militar, uma de suas principais funções é a aferição da velocidade dos aviões.


Com base nos conceitos da mecânica de fluidos, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, os princípios físicos utilizados para explicar o funcionamento do Tubo de Pitot.

A pressão hidrostática na base de uma coluna de líquido é

Recentemente os noticiários reportaram um caso de resgate de pessoas em uma caverna alagada. Um mergulhador submerso, durante o trajeto até o ponto de resgate, sofre uma pressão hidrostática devido à coluna d’água sobre ele. Tratando-o como puntiforme, essa pressão é dada pelo produto da

Os exercícios feitos nas aulas de hidroginástica podem ajudar as pessoas com problemas como artrite, pois favorecem a melhor utilização das articulações afetadas, sem oferecer risco de agravamento dos sintomas. Pesquisas identificaram melhora nos casos de pessoas com artrite reumatoide, além de reduzir dores de osteoartrite.

Fonte: http://www.mundoboaforma.com.br/13-beneficios-da-hidroginastica-para-boa-forma-e-saude/ Acesso em: 13 de set. 2017.

Assim, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras e com F as falsas e assinale a alternativa com a sequência correta.

( ) Na piscina da hidroginástica aparece uma força de empuxo da água sobre a pessoa para cima diminuindo o efeito do peso.

( ) O valor da força peso será igual ao empuxo quando a pessoa estiver boiando em equilíbrio na piscina de hidroginástica.

( ) O empuxo recebido pela pessoa tem o mesmo valor do peso da massa de água da piscina que a pessoa desloca.

( ) O valor da força peso só será igual ao empuxo quando a pessoa estiver totalmente submersa na piscina de hidroginástica.

O Monte Rainier é a montanha mais alta do estado norte-americano de Washington. Faz parte da Cordilheira das Cascatas. Sua altitude é de 4392 m, e, em dias de tempo claro, seu pico permanentemente nevado pode ser facilmente avistado de Seattle e outras cidades da região. Escaladores que já atingiram o cume dessa montanha afirmam que é impossível cozinhar ovos nessa altitude. De acordo com o Conselho do Ovo Americano, é quase impossível preparar ovos cozidos em altitudes superiores a 10.000 pés, que correspondem a aproximadamente 3000 metros.

Fonte modificada: Wikipédia, a enciclopédia livre.

Tal informação de montanhistas e membros do Conselho do Ovo Americano se deve ao fato de que

Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.

Fonte: http://www.furnas.com.br/

Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s² , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?

(Dado: densidade da água d = 10³ kg _ˑ m^–3)

A figura abaixo apresenta uma esfera de ferro maciça e homogênea de massa 30 kg, que está suspensa por um fio de massa desprezível. Considere que a aceleração da gravidade é g = 10 m/s² .

O módulo da força de tensão no fio, acompanhada de sua respectiva unidade, é

Uma pessoa aperta um prego, como mostra a figura.Considerando-se Fi e Pi, respectivamente, a força e a pressão exercidas sobre o dedo indicador e Fp e Pp a força e a pressão, respectivas, do prego sobre o dedo polegar, pode-se afirmar:

Durante um experimento sobre empuxo, um professor mediu o peso de uma pedra com um dinamômetro, como mostrado na figura (a) e, em seguida, mergulhou essa pedra em um recipiente com água como mostrado em (b).

Considerando-se a densidade da água como igual a 1kg/l, então o volume da pedra é, em litros, igual a

      A função do ouvido humano é converter ondas mecânicas aéreas em sinais elétricos para que o processo de escuta possa acontecer. O ouvido humano possui 3 partes: ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno. O ouvido externo é composto pela orelha e pelo canal auditivo externo, funciona como um tubo aberto numa extremidade e fechado na outra pelo tímpano. O ouvido médio é formado basicamente pelo tímpano e por três ossículos. O tímpano tem, aproximadamente, 0,50 cm² de área e vibra proporcionalmente à frequência das ondas mecânicas que percorrem o canal auditivo externo. Os três ossículos funcionam como uma alavanca e transmitem a vibração timpânica para o fluido presente no ouvido interno. Essa transmissão se dá por meio da comunicação entre o estribo (um dos ossículos) e uma estrutura chamada de janela oval, com 0,030 cm² de área, que recebe dos ossículos cerca de uma vez e meia a força aplicada no tímpano.

Pelo exposto acima, pode-se concluir que a pressão na janela oval é igual a