Questões Militares de Física - Estática e Hidrostática

Em feiras livres ainda é comum encontrar balanças mecânicas, cujo funcionamento é baseado no equilíbrio de corpos extensos. Na figura a seguir tem-se a representação de uma dessas balanças, constituída basicamente de uma régua metálica homogênea de massa desprezível, um ponto de apoio, um prato fixo em uma extremidade da régua e um cursor que pode se movimentar desde o ponto de apoio até a outra extremidade da régua. A distância do centro do prato ao ponto de apoio é de 10 cm. O cursor tem massa igual a 0,5 kg. Quando o prato está vazio, a régua fica em equilíbrio na horizontal com o cursor a 4 cm do apoio.

Colocando 1 kg sobre o prato, a régua ficará em equilíbrio na horizontal se o cursor estiver a uma distância do apoio, em cm, igual a

Em cada uma de cinco cubas iguais cheias de água é colocado um sólido e parte da água se derrama, de modo que a cuba continue com água até sua borda e o sólido fique em equilíbrio. Os sólidos não encostam na lateral das cubas, nem no fundo delas.

Os sólidos são:

um cubo de aresta 1 cm e densidade d₁ = 0,9 g/cm³;

um cubo de aresta 2 cm e densidade d₂ = 0,5 g/cm³;

um cubo de aresta 3 cm e densidade d3 = 0,1 g/cm3;

uma esfera de raio 1 cm e densidade d₄ = 0,9 g/cm³; e

uma esfera de raio 2 cm e densidade d₅ = 0,1 g/cm³.

Sendo assim, a cuba da qual mais água é derramada no processo é a que recebe

Desejando conhecer a altitude de sua cidade, em relação ao nível do mar, um estudante de Física acoplou na extremidade de uma câmara de gás de um pneu, cuja pressão é conhecida e vale 152 cmHg, um barômetro de mercúrio de tubo aberto. Com a experiência o aluno percebeu um desnível da coluna de mercúrio do barômetro de exatamente 1 metro. Admitindo a densidade do ar, suposta constante, igual a 0,001 g/cm³ e a densidade do mercúrio igual a 13,6 g/cm³ , a altitude, em metros, da cidade onde o estudante mora em relação ao nível do mar vale

Uma esfera homogênea, rígida, de densidade µ₁ e de volume V se encontra apoiada e em equilíbrio na superfície inferior de um recipiente, como mostra a figura 1. Nesta situação a superfície inferior exerce uma força N₁ sobre a esfera.

A partir dessa condição, o recipiente vai sendo preenchido lentamente por um líquido de densidade µ, de tal forma que esse líquido esteja sempre em equilíbrio hidrostático. Num determinado momento, a situação de equilíbrio do sistema, no qual a esfera apresenta metade de seu volume submerso, é mostrada na figura 2.

Quando o recipiente é totalmente preenchido pelo líquido, o sistema líquido-esfera se encontra em uma nova condição de equilíbrio com a esfera apoiada na superfície superior do recipiente (figura 3), que exerce uma força de reação normal N₂ sobre a esfera.

Nessas condições, a razão é dada por

Considere uma prancha homogênea de peso P e comprimento L que se encontra equilibrada horizontalmente em duas hastes A e B como mostra a figura 1 abaixo.

Sobre a prancha, em uma posição x < L/2, é colocado um recipiente de massa desprezível e volume V, como mostrado na figura 2. Esse recipiente é preenchido lentamente com um líquido homogêneo de densidade constante até sua borda sem transbordar.

Nessas condições, o gráfico que melhor representa a intensidade da reação do apoio B, R_B, em função da razão entre o volume V’ do líquido contido no recipiente pelo volume V do recipiente, V’/ V, é

Quatro blocos exatamente iguais precisam ser empilhados sobre uma superfície horizontal. Das alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta uma configuração de empilhamento na qual o peso dos blocos exercerá menor pressão sobre a superfície horizontal.

As pistas de aeroportos são construídas de maneira que sua direção coincida com a dos ventos típicos da região onde se encontram, de forma que, na descida, as aeronaves estejam no sentido contrário desses ventos. Pode-se dizer, corretamente que o sentido de descida da aeronave é feito de uma região de

Um garoto, na tentativa de entender o funcionamento dos submarinos, resolve realizar uma experiência. Para isso, ele utilizou um aquário com água, um recipiente cilíndrico de vidro com uma tampa rosqueada que o fecha hermeticamente e uma quantidade de areia.

Inicialmente o garoto fechou bem o recipiente “vazio” e o colocou no fundo do aquário. Como o recipiente estava “vazio”, ele percebeu que o mesmo subiu acelerado, até flutuar na superfície da água.

Logo após, foi colocando aos poucos, areia no recipiente, fechando-o e repetindo a experiência, até conseguir que o recipiente ficasse completamente submerso, e em equilíbrio.

Com base nos dados a seguir, calcule a quantidade de areia, em gramas, que foi necessária para atingir essa condição de equilíbrio.

Considere:

- diâmetro do recipiente: 8 cm

- altura total do recipiente (com a tampa): 10 cm

- massa total do recipiente (com a tampa): 180 g

- densidade da água: 1 g/cm³

- π = 3

Um corpo com 10 kg de massa é apoiado sobre uma superfície horizontal e em uma área quadrada de 10 cm de lado. Nessas condições, considerando a aceleração da gravidade no local, = 10m/s² , a pressão exercida pelo corpo nessa área, será de ____ Pa.

Da conhecida experiência de Torricelli originou-se o Barômetro de mercúrio, que por sua vez foi usado para determinar a atmosfera padrão, ao nível do mar, ou seja, 1 atm = 760 mmHg.

Sabendo que a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm³ e que em um outro barômetro foi utilizado um óleo com densidade de 0,76 g/cm³ , a altura indicada por esse novo barômetro, ao nível do mar, será de ____ metros.

Na distribuição de água potável em uma cidade, utiliza-se um grande reservatório situado em um local elevado, e deste reservatório saem os canos que estão ligados às caixas d’água das residências em níveis abaixo deste. Esta forma de distribuição é explicada pelo princípio de __________ ou dos vasos comunicantes.

Uma esfera de aço maciça, completamente mergulhada na água, está dependurada por um dinamômetro, conforme indica a figura. O volume da esfera é igual a 10 cm³ e o dinamômetro indica um valor igual a 25 N. Admitindo que a densidade da água e o módulo do vetor aceleração da gravidade valham, respectivamente, 1g/cm³ e 10 m/s² e, desprezando o empuxo do ar, o peso da esfera, em N, vale:

Quatro blocos exatamente iguais precisam ser empilhados sobre uma superfície horizontal. Das alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta uma configuração de empilhamento na qual o peso dos blocos exercerá menor pressão sobre a superfície horizontal.

Um paralelepípedo de dimensões 5 x 10 x 20 cm e massa igual a 2 kg será colocado sobre uma mesa, num local onde g = 10 m/s² . A pressão exercida pelo paralelepípedo sobre a mesa, quando apoiado sobre sua base de menor área (p₁), em função da pressão exercida quando apoiado sobre a base de maior área (p₂), será

Uma prensa hidráulica possui ramos com áreas iguais a 15 cm² e 60 cm² . Se aplicarmos uma força de intensidade F₁=8N sobre o êmbolo de menor área, a força transmitida ao êmbolo de maior área será:

Uma garrafa pet de dois litros totalmente vazia e devidamente vedada encontra‐se 100% flutuando em água numa caixa d’água. Considere a massa específica da água na caixa d’água igual a 1 g/cm³ , g = 10 m/s² e desconsidere o peso da garrafa. Calcule a intensidade do empuxo sobre a garrafa vazia, e com V = 1.500 ml em seu interior, ambas totalmente submersas em água.

Analise a figura a seguir.

Na figura acima, a viga de seção circular, de 20 cm de diâmetro, é simplesmente apoiada e suporta duas cargas de 10 toneladas conforme indicado. Assinale a opção que apresenta, aproximadamente, a tensão normal máxima na viga, em kg/cm².

Considere a figura a seguir.

Um homem levanta uma viga de 10kg e 4m de comprimento, puxando uma corda. Com a viga em equilíbrio, assinale a opção que apresenta, aproximadamente, a tração na corda e a reação em A (em N) , respectivamente.

Uma embarcação de massa total m navega em água doce (rio) e também em água salgada (mar). Em certa viagem, uma carga foi removida da embarcação a fim de manter constante seu volume submerso, quando da mudança do meio líquido em que navegava. Considere d_m e d_r as densidades da água do mar e do rio, respectivamente. Qual a expressão matemática para a massa da carga removida e o sentido da navegação?

Observe a figura a seguir.

Na figura acima, temos um disco de raio R=0,1m e espessura R/3 com um buraco circular de raio R /4. A distância entre o centro do disco e o centro do buraco é R/2. A massa especifica do material do disco é ρ=9,6.10³kg/m³. Qual o módulo, em newtons, da força que, aplicada ao ponto A, garante o equilíbrio estático do disco na configuração representada acima?

Dados: g=10m /s²

π=3