Questões de Vestibular Comentadas sobre hidrostática em física

Um cubo de madeira de aresta 0,4 m e densidade 600 kg/m³ flutua, em equilíbrio, em água pura (figura 1). Um bloco de massa m é apoiado sobre esse cubo de modo que o sistema formado por eles passe a flutuar em equilíbrio com o topo do cubo de madeira no nível da superfície da água (figura 2).



Considerando a densidade da água igual a 10³kg/m³ , a massa m do bloco colocado sobre o cubo de madeira é 

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: 

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

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.

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.

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

O gráfico abaixo revela a pressão hidrostática P versus a profundidade H em três líquidos distintos X, Y e Z. O mesmo bloco foi totalmente submerso a uma mesma profundidade em cada um dos líquidos. Relacionando as intensidades empuxos E a que o bloco ficou submetido em cada circunstância, tem-se que

A figura mostra um esquema simplificado de um submarino visto em corte. Para se deslocar verticalmente, ele faz uso de tanques de lastro, que, ao permitir a entrada e a saída de água, altera a massa total do submarino. Por exemplo, com a entrada de água no tanque de lastro, o submarino desce.

Disponível em: www.geocities.ws. Acesso em: 26 set. 2014 (adaptado).

Na situação descrita, ocorre um aumento de

Ondas na superfície de líquidos têm velocidades que dependem da profundidade do líquido e da aceleração da gravidade, desde que se propaguem em águas rasas. O gráfico representa o módulo v da velocidade da onda em função da profundidade h da água.
Uma onda no mar, onde a profundidade da água é 4,0 m, tem comprimento de onda igual a 50 m. Na posição em que a profundidade da água é 1,0 m, essa onda tem comprimento de onda, em m, aproximadamente igual

Um tubo em U, composto por dois tubos grandes (tubo A com seção reta de 5,00 cm² e tubo B com seção reta de 2,50 cm² ), ligados por um pequeno tubo horizontal, contém uma certa quantidade de água. Coloca-se então um volume V = 25,0 cm³ de óleo, que não se mistura com a água, no tubo A. Ao atingir o equilíbrio, o sistema fica como mostrado na figura, tal que a superfície livre do tubo A fica a uma altura H acima da superfície livre do tubo B.


Calcule H, em cm.

Um pequeno copo é virado na superfície de um lago, onde o volume V de ar contido no copo está na pressão atmosférica. O copo é baixado até a profundidade H, onde o volume de ar dentro do copo se torna V/2, como mostrado na figura.

Este processo é lento, e a temperatura do copo e da água pode ser considerada como constante. Considerando o ar um gás ideal, calcule a profundidade H, em m.

Três frascos contêm volumes de três líquidos distintos. As suas massas são m₁ = 300 g, m₂ = 200 g e m₃ = 100 g. Os volumes de líquido contidos em cada frasco são V₁ = 280 mL, V₂ = 240 mL e V₃ = 80 mL.

Ordene as densidades dos fluidos em ordem decrescente.

Sejam dois fluidos distintos cujas densidades são 1,00 g/cm³ e 0,80 g/cm3 , colocados em um tubo vertical, como mostrado na figura. O tubo está aberto à atmosfera. Sejam H₁ = 2,0 m e H₂ = 8,0 m.

Encontre a pressão absoluta, em kPa, dentro do tubo, a uma altura de 4,0 m em relação ao fundo do tubo.

Dados

g = 10 m/s² , p_atm = 101 kPa

A esfera da figura possui peso igual a 10 N e flutua em equilíbrio na superfície de um líquido de densidade desconhecida com 40 % de seu volume submerso.


Nessas condições, assinale a alternativa que contém o valor, em N, do módulo da força de empuxo que o líquido exerce sobre a esfera.

Dois paralelepípedos, A e B, de densidades d_A e d_B, estão totalmente imersos, em equilíbrio, em água. O paralelepípedo A está preso pelo fio 1 a uma haste fixa, fora da água. O paralelepípedo B está preso pelo fio 2, fixado no fundo do recipiente. O volume do paralelepípedo B é o dobro do volume do paralelepípedo A e as densidades (d) dos paralelepípedos A, B e da água satisfazem a relação d_B < d_água < d_A.



Sendo EA e EB os módulos dos empuxos exercidos pela água, respectivamente, nos paralelepípedos A e B, temos que

A Terra é formada por três camadas: a crosta, o manto e o núcleo. O manto é formado por diversos tipos de rochas que, devido ao calor emanado pelo núcleo, permanecem em estado líquido, formando o magma. A crosta terrestre flutua nesse magma tal qual um bloco de gelo flutua na água líquida.

Suponha que um bloco de granito da crosta terrestre esteja flutuando, em equilíbrio, sobre uma camada de magma e considere os valores fornecidos na tabela a seguir.


Com base nas informações fornecidas, a porcentagem do bloco de granito imersa no magma

Um casal de trabalhadores decidiu organizar os afazeres do lar. Em comum acordo, o marido, dentre outras atribuições, ficaria responsável por lavar as roupas. Muito preocupado com as questões ambientais, resolveu medir a altura e o raio da centrífuga da máquina de lavar, obtendo 40 cm e 20 cm. Atentou-se, também, aos gastos com o consumo de energia durante a utilização da máquina e à seleção de produtos para a limpeza com baixo impacto ambiental.
A alternativa que contribuiria para a redução do impacto ambiental seria:

A figura a seguir apresenta dois vasos que estão em equilíbrio hidrostático, devido às pressões exercidas na superfície dos líquidos 1, 2, 3 e 4.


Os vasos são preenchidos com líquido de mesma densidade, logo, na superfície desses líquidos a pressão

Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água ( T ) em função da profundidade ( d ), a partir da superfície ( d = 0 ), como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados).

Considere que a densidade da água é p = 1000 kg/m³ e constante para todas as profundidades medidas pelo drone. Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superfície e uma profundidade para a qual a temperatura da água é T = 19^o C? 

Em uma pescaria é utilizada uma linha com boia e anzol. Inicialmente, na posição de espera, a linha acima da boia mantém-se frouxa e a boia flutua, ficando com 1/3 do seu volume submerso (figura 1). Quando o peixe é fisgado, a boia é puxada, ficando totalmente submersa e momentaneamente parada; simultaneamente, a linha que a une ao anzol fica esticada verticalmente (figura 2). A parte superior da linha, acima da boia, mantém-se frouxa. Nessa situação, quanto vale o módulo da tensão da linha que une a boia ao anzol? Despreze as massas da linha e do anzol, bem como o atrito viscoso com a água.