Questões de Vestibular Sobre hidrostática em física

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?

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.

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

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:

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:

Dentro da água, as pessoas sentem-se mais leves em virtude da força exercida pela água sobre o corpo imerso. Essa força, descrita pelo Princípio de Arquimedes, é denominada de empuxo.

Sobre Empuxo, é correto afirmar:

Uma pequena esfera de massa m = 250 g é presa a um fio ideal, de comprimento L = 25 cm, fixado em um ponto O, no fundo de um tanque. O sistema está imerso em um líquido de densidade desconhecida e oscila com pequena amplitude com um período T = 3 s. A densidade da esfera é menor que a densidade do líquido. Desconsiderando os efeitos resistivos, determine a massa de líquido deslocada pela esfera.

Um bloco composto de concreto e isopor, com massa de 5 kg, está em equilíbrio estático dentro de um recipiente preenchido com água e possui 100% de seu volume submerso. O mesmo bloco foi retirado e colocado em outro recipiente que estava preenchido com um fluido cuja densidade é 2,0 g/cm³, e mantido no mesmo ambiente. Dessa maneira o corpo permaneceu estático e ficou com 50% do seu volume submerso.
Sabendo que a água tem densidade de 1 g/cm³ e g = 10m/s², o empuxo sobre o bloco quando ele está no fluido de densidade igual a 2,0 g/cm³, conforme descrito na situação acima, será:

O esquema apresenta uma força “F” aplicada sobre a superfície de um determinado líquido, contido num recipiente aberto, e as pressões exercidas sobre os pontos “A” e “B”, distantes entre si a uma altura “h”. O líquido é homogêneo e encontra-se em equilíbrio, e a variação de pressão em um ponto qualquer do fluido se transmite integralmente a todos os pontos do líquido (Princípio de Pascal). Sendo o líquido ideal e baseado pelo teorema de Stevin, ao aplicarmos uma força qualquer sobre sua superfície, as pressões nos pontos A e B sofrerão uma variação. Diante disso, é correto afirmar que:

Admitindo que o Symphony of the Seas esteja flutuando em águas calmas cuja densidade volumétrica seja, aproximadamente, de 1,15 x 10³ kg/m³ e que esse navio possua um volume total externo de, aproximadamente, 9 x 10⁵ m³ , determine o percentual aproximado do volume imerso dessa grandiosa embarcação.

Para o exercício, considere situação ideal e g = 10 m/s²

Relacionando as informações do texto com os respectivos conceitos físicos, está correto afirmar que

Os aviões voam porque o perfil aerodinâmico de suas asas faz com que o ar que passa por cima e por baixo delas ocasione uma diferença de pressão que gera o empuxo. Esta força de empuxo é que permite ao avião se sustentar no ar. Logo, para que o avião voe, as hélices ou turbinas do avião é que empurram o ar para trás, e o ar reage impulsionando a aeronave para a frente. Desta forma, podemos dizer que o avião se sustenta no ar sob a ação de 4 forças:
✔ a a motora ou propulsão; ✔ a de resistência do ar ou arrasto; ✔ a a peso; ✔ a a de empuxo ou sustentação.

(preview.tinyurl.com/forcasaviao acesso em 26.10.2013. Original colorido)
Caso um avião voe em velocidade constante e permaneça à mesma altitude, é correto afirmar que a somatória das

Os icebergs são estruturas de gelo que flutuam no mar. Sabe-se que parte dos icebergs está submersa. Considere que a água do mar tenha densidade d_mar = 1,03g/ml e que a densidade do gelo seja d_gelo = 0,92 g/ml.
Assinale a alternativa que corresponde ao valor aproximado da porcentagem do volume do iceberg que está fora d’água. 

Assinale a alternativa correta.

A Figura 1 mostra um tubo aberto em suas extremidades, contendo um único líquido em equilíbrio. 


Assinale a alternativa correta com relação às pressões P_A, P_B, P_C e P_D nos pontos A, B, C e D situados sobre a mesma linha horizontal, conforme mostra a Figura 1.