Questões Militares Comentadas sobre estática e hidrostática em física

O gráfico pressão (P) por volume (V) a seguir representa uma série de transformações termodinâmicas pelas quais passam uma amostra de gás ideal em uma máquina térmica.

Assinale entre as alternativas, aquela que indica corretamente uma única mudança no ciclo representado no gráfico que aumentará o rendimento dessa máquina térmica.

Uma esfera, sólida, maciça e homogênea, de raio 2 cm e massa 10 g, está presa por um fio ideal ao fundo de um recipiente que contém água e óleo, como mostra a figura abaixo.

Sabendo que 3/8 do seu volume está imerso na água e o restante, imerso no óleo, qual a tensão no fio? (Dados: g = 10m/s² ; _Págua = 1 g/cm³; _Póleo = 0,9 g/cm³ ; π = 3)

A figura abaixo mostra o esquema de uma prensa hidráulica.


Uma bomba manual é utilizada para gerar uma força de intensidade F₁, que é aplicada ao pistão menor, com diâmetro 2 cm, quando aplicada uma força F_a na extremidade da alavanca dessa bomba, cujas dimensões estão expressas na figura acima. Uma mola, com constante de mola 1,5 x 10⁴ N/m , está presa a uma viga, fixa e rígida1 e ao pistão maior, com diâmetro 20 cm. Desprezando o peso dos pistões, qual deve ser o valor da força aplicada F_a na alavanca para que a mola sofra uma compressão de 20 cm?

Considere um corpo Cúbico de lado 20 cm, massa de 20 g e uniformemente carregado, localizado nas proximidades da superfície terrestre. Não despreze o ar, mas considere sua densidade igual a 1.2 kg/m³. Se na região existe um campo elétrico uniforme, voltado para cima, de modulo 52 N/C, qual deve ser a carga para que o corpo fique suspenso em equilíbrio no ar?

Dado g = 10.,0 m/s².

A figura mostra um recípiente que contém gás (porção à esquerda) em equilibrio com um fluído de densidade 10⁴ kg/m³ (porção à direita). As alturas ocupadas pelo fluido nas colunas do recipíente são h₁ = 10 cm e h₂ = 30 cm. A coluna da direita está em contato com a atmosfera

Sabendo-se que a aceleração da gravidade é de 10 m/s² podemos afirmar que a diferença entre o valor da pressão do gás no compartimento e o valor da pressão atmosférica é de

Considere uma barra homogênea, retilínea e horizontal fixa em uma de suas extremidades pelo ponto O, e submetida à ação de uma força na outra extremidade, no ponto P, conforme mostra a Figura 1.

A distância entre os pontos O e P vale x, e a ação da força gera um torque M na barra, em relação ao ponto de 1 fixação.

Dobrando-se a barra, de acordo com a Figura 2, e aplicando-se novamente a mesma força no ponto P, um novo torque M₂ é gerado em relação ao ponto O.

Considere que a barra não possa ser deformada por ação da força .

Nestas condições, a razão M1/M2 entre os torques gerados pela força , nas duas configurações apresentadas, é

Um ponto material está sujeito simultaneamente a ação de duas forças perpendiculares de intensidades F1 e F2, conforme mostrado na figura a seguir. O ângulo θ tem valor igual a 30° e a força tem intensidade igual a 7 N. Portanto, a força resultante tem intensidade, em N, igual a _____.

Carlos, professor de Física, procurou, em uma de suas aulas, discutir com seus alunos a facilidade de girar uma porca, com auxílio de uma chave, conforme a figura a seguir. Explicou, então, aos alunos que, para que as forças F₁ e F₂ , de instensidades distintas, possibilitem à porca, a mesma facilidade de girar em torno do seu eixo, o valor da intensidade de F₂ deverá ser:

Repetindo a experiência de Torricelli, um estudante mediu a pressão atmosférica em dois locais diferentes. Para isso, utilizou um barômetro de mercúrio constituído por um tubo de vidro de comprimento L aberto em uma de suas extremidades. Porém, ao realizar os experimentos, devido a uma pequena quantidade de ar aprisionado sobre a coluna de mercúrio, o instrumento apresentou leituras erradas. Em um local em que a pressão atmosférica era de 720 mmHg, o barômetro indicou 710 mmHg e, no outro local, onde a pressão atmosférica era de 700 mmHg, ele indicou 695 mmHg.

Considerando o ar como um gás ideal e que nos dois locais as temperaturas ambientes eram iguais e constantes, o comprimento do tubo de vidro utilizado nos experimentos foi

A figura ilustra um sistema de tubos por onde um líquido incompressível, não viscoso e em estado estacionário, flui no sentido de escapar para a atmosfera pela pequena abertura A₂ de área superficial desprezível quando comparada com a área A₁ de 1,0 m² . Há um êmbolo móvel ajustado em A₁ , localizado a 3,30m acima do nível de referência, e que pesa 2000N. A boca de saída, em A₂ , encontra-se a 20 cm acima do nível de referência, e a velocidade com que o líquido sai da boca para o ar é de 8,0 m/s. Considerando a aceleração da gravidade de 10 m/s² , a densidade absoluta do líquido em questão é, em kg/m³ , de

Em um instante t > 0, além de depender da massa m, o momento linear do referido feixe

Uma força de módulo F é aplicada perpendicularmente sobre uma superfície de área A, gerando uma pressão de valor P₁. Se a força se torna quatro vezes maior e a área cai pela metade, a pressão torna-se P₂. Com base nesses dados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da relação entre P₁ e P₂.

Um objeto de massa m = 10 kg está suspenso por dois cabos que exercem trações T 1 e T 2 de mesma intensidade T, de modo que |T 1| = |T 2| = T. As trações exercidas pelos cabos estão dispostas conforme mostra a figura ao lado, fazendo um ângulo de 30º com a direção horizontal. O objeto está em equilíbrio estático e sujeito à atração gravitacional da Terra. Nesse local, a aceleração gravitacional é g = 10 m/s2 . As medições no local são executadas por um observador inercial. Sabe-se que sen 30º = cos 60º = 1/2 , e que sen 60º = cos 30º = √3/2 . Levando em consideração os dados apresentados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor do módulo da tração exercida por cada cabo.

Uma esfera homogênea e de material pouco denso, com volume de 5,0 cm3 , está em repouso, completamente imersa em água. Uma mola, disposta verticalmente, tem uma de suas extremidades presa ao fundo do recipiente e a outra à parte inferior da esfera, conforme figura ao lado. Por ação da esfera, a mola foi deformada em 0,1 cm, em relação ao seu comprimento quando não submetida a nenhuma força deformadora. Considere a densidade da água como 1,0 g/cm3 , a aceleração gravitacional como 10 m/s2 e a densidade do material do qual a esfera é constituída como 0,1 g/cm3 . Com base nas informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta a constante elástica dessa mola.

Devido à recente escassez de água, um morador da cidade de São Paulo resolveu duplicar a capacidade de armazenamento de água da sua residência, que antes era de 1000 litros, acrescentando mais uma caixa d’água igual à anterior.

O encanador responsável pela obra sugeriu que ao invés de duplicar o sistema (entrada de água, bóia, saída de excesso e saída para a casa), para a nova caixa, seria mais fácil interligar as caixas por meio de um cano na parte baixa das duas caixas, conforme a figura abaixo.

Assim foi feito e o morador ficou surpreso ao ver que, depois da interligação, o nível de água da nova caixa passou a ter sempre a mesma altura do nível de água da caixa antiga. Ou seja, o sistema funcionou corretamente, como o encanador previu.

O princípio físico que explica esse fenômeno chama-se:

Um manômetro de reservatório é composto por dois tubos verticais comunicantes pelas respectivas bases e abertos em suas extremidades. Esse conjunto é preenchido parcialmente por um fluido e, como o dispositivo encontra-se no ar à pressão atmosférica padrão, o nível de fluido nos dois tubos é o mesmo. Em um dado momento, no tubo à esquerda, é adicionada uma pressão manométrica equivalente a 12 mm de coluna de água. Considerando que não haja vazamento no manômetro, a ascensão de fluido no tubo à direita, em mm, é igual a:
Dados: • diâmetro do tubo à esquerda: 20 mm; • diâmetro do tubo à direita: 10 mm; e • densidade do fluido: 1,2.

Um corpo encontra-se com 2/3 de seu volume submerso. Uma de suas extremidades está presa por uma corda a um conjunto de roldanas que suspende uma carga puntiforme submetida a um campo elétrico uniforme. A outra extremidade está presa a uma mola distendida que está fixa no fundo do recipiente. Este sistema se encontra em equilíbrio e sua configuração é mostrada na figura acima. Desprezando os efeitos de borda no campo elétrico, a deformação da mola na condição de equilíbrio é:
Dados: • a corda e as roldanas são ideais; • aceleração da gravidade: g • massa específica do fluido: p; • massa específica do corpo: 2p; • constante elástica da mola: k; • volume do corpo: v; • intensidade do campo elétrico uniforme: E; • massa da carga elétrica: m; e • carga elétrica: + q.

Por uma mangueira de diâmetro D₁ flui água a uma velocidade de 360 m/min, conectando-se na sua extremidade a 30 outras mangueiras iguais entre si, de diâmetro D₂ < D₁. Assinale a relação D₂/D₁ para que os jatos de água na saída das mangueiras tenham alcance horizontal máximo de 40 m.

No sistema representado na figura a seguir, tem-se dois corpos A e B, sendo que o corpo A tem massa igual a 10 kg e o sistema está em equilíbrio estático. Esse sistema é composto por cordas ideais (massas desprezíveis e inextensíveis), além disso, na corda 2 tem-se uma tração de intensidade igual a 300 N.

Admitindo a aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s² , determine, respectivamente, em kg, a massa do corpo B e, em N, o valor da intensidade da tração na corda 4, que prende o corpo B ao corpo A.

Dentro de um recipiente encontra-se uma vasilha flutuando sobre um líquido em repouso. No fundo dessa vasilha há um objeto maciço, homogêneo e com densidade maior que a do líquido. Olhando essa cena, um professor se imagina retirando o objeto da vasilha e abandonando-o sobre a superfície do líquido. O professor esboça quatro desenhos (A, B, C e D) que representam o objeto no fundo da vasilha (posição A) e três posições (B, C e D) do objeto durante seu deslocamento até o fundo do recipiente. O professor, propositadamente, não se preocupa em desenhar corretamente o nível do líquido. Em seguida, mostra esses desenhos aos seus alunos e pergunta a eles em qual das posições (A, B, C ou D) o volume do líquido deslocado pelo objeto é maior.

Entre as alternativas, assinale aquela que indica a resposta correta à pergunta do professor.