Questões Militares de Física - Estática e Hidrostática

A figura mostra duas barras AC e BC que suportam, em equilíbrio, uma força F aplicada no ponto C. Para que os esforços nas barras AC e BC sejam, respectivamente, 36 N (compressão) e 160 N (tração), o valor e o sentido das componentes vertical e horizontal da força F devem ser:

Observação:

Despreze os pesos das barras e adote √3 = 1,7.

A água que alimenta um reservatório, inicialmente vazio, escoa por uma tubulação de 2 m de comprimento e seção reta circular. Percebe-se que uma escala no reservatório registra um volume de 36 L após 30 min de operação. Nota-se também que a temperatura na entrada da tubulação é 25 °C e a temperatura na saída é 57 °C. A água é aquecida por um dispositivo que fornece 16,8 kW para cada metro quadrado da superfície do tubo. Dessa forma, o diâmetro da tubulação, em mm, e a velocidade da água no interior do tubo, em cm/s, valem, respectivamente:

Dados:

• π/4 = 0,8;

• massa específica da água: 1 kg/L; e

• calor específico da água: 4200 J/ kg°C.

A figura acima representa o sistema de bombeamento de água de uma residência. As alturas de sucção (H_s) e recalque (H_r) valem, respectivamente, 10 e 15 m. O sistema é projetado para trabalhar com uma vazão de 54 m³/h. A bomba que efetua o recalque da água é acionada por um motor elétrico, de corrente contínua, que é alimentado por uma tensão de 200 V. A corrente de operação do motor, em ampères, para que o sistema opere com a vazão projetada é, aproximadamente:

Observação:

• as perdas internas do motor elétrico e da bomba são desprezíveis.

Dados:

• as perdas devido ao acoplamento entre o motor e a bomba são de 30%;

• aceleração da gravidade: g = 10 m/s²

• massa específica da água: 1 kg/L

A figura acima apresenta um perfil metálico AB, com dimensões AC = 0,20 m e CB = 0,18 m, apoiado em C por meio de um pino sem atrito. Admitindo-se desprezível o peso do perfil AB, o valor da força vertical F, em newtons, para que o sistema fique em equilíbrio na situação da figura é :

Dados:

• sen (15°) = 0,26

• cos (15°) = 0,97

Um tubo em “U” contendo um líquido, de densidade igual a 20×10³ kg/m³ , tem uma extremidade conectada a um recipiente que contém um gás e a outra em contato com o ar atmosférico a pressão de 10⁵ Pa. Após uma transformação termodinâmica nesse gás, o nível do líquido em contato com o mesmo fica 5 cm abaixo do nível da extremidade em contato com o ar atmosférico, conforme figura. A pressão final no gás, em 10⁵ Pa, é de

Considere: aceleração da gravidade no local igual a 10m/s² .

Considere que o sistema, composto pelo bloco homogêneo de massa M preso pelos fios 1 e 2, representado na figura a seguir está em equilíbrio. O número de forças que atuam no centro de gravidade do bloco é

Obs.: Considere que o sistema está na Terra.

Um cone de base circular, de vértice V e altura h é parcialmente imerso em um líquido de massa específica µ, conforme as situações I e II, apresentadas na figura acima. Em ambas as situações, o cone está em equilíbrio estático e seu eixo cruza a superfície do líquido, perpendicularmente, no ponto A.

A razão entre o comprimento do segmento e a altura h do cone é dada por

A figura acima mostra uma viga em equilíbrio. Essa viga mede 4 m e seu peso é desprezível. Sobre ela, há duas cargas concentradas, sendo uma fixa e outra variável. A carga fixa de 20 kN está posicionada a 1 m do apoio A, enquanto a carga variável só pode se posicionar entre a carga fixa e o apoio B. Para que as reações verticais (de baixo para cima) dos apoios A e B sejam iguais a 25 kN e 35 kN, respectivamente, a posição da carga variável, em relação ao apoio B, e o seu módulo devem ser

Em certos problemas relacionados ao escoamento de fluidos no interior de dutos, encontram-se expressões do tipo:

A grandeza possui a mesma dimensão da razão entre potência e temperatura. O termo k é a condutividade térmica, conforme descrito pela Lei de Fourier. As dimensões dos parâmetros a e l são, respectivamente, as mesmas de aceleração e comprimento. A dimensão de v para que a equação acima seja dimensionalmente correta é igual a:

A figura acima mostra uma estrutura em equilíbrio, formada por uma barra vertical AC e um cabo CD, de pesos desprezíveis, e por uma barra horizontal BD. A barra vertical é fixada em A e apoia a barra horizontal BD. O cabo de seção transversal de 100 mm² de área é inextensível e está preso nos pontos C e D. A barra horizontal é composta por dois materiais de densidades lineares de massa μ₁ e μ₂ .

Diante do exposto, a força normal por unidade de área, em MPa, no cabo CD é:

Dados:

• aceleração da gravidade: 10 m/s² ;

• densidades lineares de massa: μ₁ = 600 kg/m e μ₂ = 800 kg/m.

A prensa hidráulica é uma das aplicações do Princípio de Pascal. Um corpo, de massa 800kg, é colocado sobre  o êmbolo de área maior (S₂) de uma prensa hidráulica. Qual deve ser o valor da razão entre S₂/S₁ para que, ao se aplicar uma força de 20N no embolo menor de área S₁, o corpo descrito acima fique em equilíbrio?

Dado: aceleração da gravidade no local igual a 10m/s².

Um cubo maciço e homogêneo com 4 cm de lado está apoiado sobre uma superfície plana e horizontal.

Qual o valor da pressão, em N/m², exercida pela face do cubo apoiada sobre o plano?

Admita que:

1 - A densidade do cubo seja 8.10³ kg/m³ e

2 - a aceleração da gravidade no local seja de 10 m/s².

A barra homogênea, representada a seguir, tem 1m de comprimento, está submetida a uma força-peso de módulo igual a 200 N e se encontra equilibrada na horizontal sobre dois apoios A e B. Um bloco, homogêneo e com o centro de gravidade C, é colocado na extremidade sem apoio, conforme o desenho. Para a barra iniciar um giro no sentido anti-horário, apoiado em A e com um momento resultante igual a +10 N.m, esse bloco deve ter uma massa igual a _____ kg.

Considere: módulo da aceleração da gravidade igual a 10 m/s².

Um recipiente cúbico, de 10 cm de aresta e massa desprezível, está completamente cheio de água e apoiado sobre uma mesa plana e horizontal. Calcule a pressão, em pascal, exercida por esse recipiente sobre a superfície da mesa.

Dados:

Densidade da água = 1 g/cm³

Aceleração da gravidade no local = 10 m/s²

Um corpo, de 10 kg de massa, tem 1m³ de seu volume imerso em um recipiente contendo água, pois está preso por meio de uma mola ao fundo do recipiente, conforme a figura. Supondo que o corpo está em equilíbrio, a força que a mola exerce sobre o corpo é de ____ N.

Dados:

densidade da água 10³ kg/m³

aceleração da gravidade (g) = 10 m/s²

Um mergulhador submerso no oceano, constata, mediante consulta a um manômetro, preso em seu pulso, que está submetido a uma pressão absoluta de 276 cmHg. Sendo assim, a profundidade, em relação à superfície do oceano na qual o mergulhador se encontra submerso vale ____ metros.

Observações:

1 – Considere a água do oceano um fluido ideal e em repouso;

2 – Admita a pressão atmosférica na superfície do oceano igual a 76 cmHg;

3 – Adote a densidade do mercúrio igual a 13,6 g/cm³ ;

4 – Considere a densidade da água do oceano igual a 1 g/cm³ ; e

5 – Admita a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² .

Num recipiente cilíndrico, cuja área da base é igual a 3 cm² , coloca-se 408 gramas de mercúrio. Sabendo-se que a densidade do mercúrio vale 13,6 g/cm³ e que a aceleração da gravidade vale 10 m/s² , determine, em pascal (Pa), a pressão no fundo do recipiente, desconsiderando a pressão atmosférica local.

Dado: Considere o mercúrio um líquido ideal e em repouso.

Considere o sistema em equilíbrio representado na figura a seguir:

Para que a intensidade da tensão no fio 1 seja a metade da intensidade da tensão no fio 2, o valor do ângulo α, em graus, deve ser