Questões Militares de Física - Estática e Hidrostática

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.

Assinale a alternativa que contém as palavras que, colocadas respectivamente nas lacunas do texto a seguir, o tornam correto, conforme o Teorema de Arquimedes.

Os balões dirigíveis ainda são utilizados para filmagens, observações meteorológicas e outros fins.

Esses balões alteram _______ final, preenchendo recipientes internos com gases de menor ______ que o ar e com isso, conseguem obter _______ que possibilita a ascensão vertical.

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:

O desenho a seguir representa uma aeronave vista de frente onde estão indicadas as forças de sustentação nas asas direita (S_D) e esquerda (S_E); e a força peso (P). Assinale a alternativa que melhor representa as forças na situação em que o piloto queira iniciar um giro da aeronave no sentido horário e em torno do eixo imaginário “E” que passa pelo corpo da aeronave. Considere que durante o giro

1- não há modificação na quantidade ou distribuição de cargas, pessoas, combustível e na massa da aeronave,

2- o módulo da força peso é igual a soma dos módulos das forças de sustentação direita e esquerda( P = S_D = S_E ), ou seja, a aeronave está em vôo horizontal,

3- as forças de sustentação estão equidistantes do eixo E,

4- o sentido horário é em relação a um observador fora da aeronave e a olhando de frente.

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.

A densidade é uma grandeza física que varia com a mudança da temperatura e da pressão, sendo que nos sólidos e nos líquidos essa variação é muito pequena, enquanto que nos gases é maior. No Sistema Internacional de Unidades (SI), a densidade é dada em kg/m³ , porém, é muito comum o uso do g/cm³ . Dentre as alternativas a seguir, assinale aquela na qual está corretamente descrito o valor de 1 g/cm³ expresso em unidades do SI (kg/m³ ).

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.

Um professor quer verificar se um objeto maciço e demassa “m” é feito unicamente de uma determinada substância dedensidade d_o
Para isso, pendurou uma mola, que obedece a Leide Hooke, na vertical por uma das suas extremidades e na outracolocou o objeto. Em seguida, o professor mediu o módulo daforça elástica (F₁) que a mola exerce sobre o objeto devido ao alongamento Δx₁ (considere que a mola e o objeto estão em equilíbrio estático e no ar, cujo empuxo sobre o objeto e a mola é desprezível). Ainda com a mola e o objeto na vertical, conforme o desenho, o professor mediu o novo módulo da força elástica,agora chamada de F₂, que a mola exerce sobre o objeto devido ao alongamento Δx₂ , considerando o objeto em equilíbrio estático e totalmente imerso na água (densidade d_A).
Considere também que a experiência toda foi realizada em um local onde o módulo da aceleração da gravidade (g) é constante e que o empuxo da águasobre a parte imersa da mola é desprezível.

Para que objeto seja feito unicamente da substância com densidade dO prevista, F2 deve ser

Em uma fábrica há um sistema hidráulico composto por uma tubulação preenchida totalmente com um único líquido incompressível.
Conforme a figura, nesse sistema, há uma extremidade onde há um êmbolo móvel (E₁) de área A1e outra extremidade também com um êmbolo móvel (E₂) cuja área é o dobro de A₁. Uma força de intensidade F₁ é aplicada em E₁ para erguer um objeto que exerce uma força-peso de intensidade F₂ em E₂. No instante em que se aplica a força F₁ em E₁, a pressão em E₂ _________________.

OBS: Considere que o líquido está em repouso, os êmbolos deslocam-se na vertical, não há vazamentos em nenhuma parte do sistema hidráulico e a temperatura desse sistema é constante e não interfere no funcionamento.

Analise a figura abaixo.

A figura representa o perfil de um plano inclinado de um ângulo θ no qual estão fixas duas polias ideais de modo que o trecho de fio 1 é horizontal e o trecho de fio 2 é paralelo ao plano inclinado. Os fios são ideais e os atritos são desprezíveis. Sabendo-se que os blocos A e B têm o mesmo peso P, qual deve ser o peso do bloco C para que o sistema permaneça em equilíbrio?

Observe as figuras abaixo.

As figuras mostram uma balança de dois pratos em dois instantes diferentes, A figura 1 mostra um recipiente cheio de água, de densidade p_a, equilibrado por um peso P. Na figura 2, um cubo de aresta a e densidade p_c, pendurado num fio, é mergulhado inteiramente na água do mesmo recipiente sem tocar seu fundo. Que massa foi adicionada ao prato da balança (figura 2) para que o equilíbrio fosse restabelecido?

Suponha que certa esfera de superfície impermeável possui volume variando inversamente com a pressão hidrostática do local onde se encontra imersa, ou seja, V(p)=k/p metros cúbicos, com k=10⁵N.m e a pressão p em pascal. Mergulhada na água do mar, a esfera submerge até lentamente entrar em equilíbrio numa profundidade onde a densidade da água do mar é de 1,05 g/cm³ e a pressão hidrostática igual a 52,5MPa. Sendo assim, qual a massa da esfera, em kg?

Um pequeno tubo de ensaio, de massa 50 g, no formato de cilindro, é usado como ludião – uma espécie de submarino miniatura, que sobe e desce, verticalmente, dentro de uma garrafa cheia de água. A figura 1, a seguir, ilustra uma montagem, onde o tubo, preenchido parcialmente de água, é mergulhado numa garrafa pet, completamente cheia de água. O tubo fica com sua extremidade aberta voltada para baixo e uma bolha de ar, de massa desprezível, é aprisionada dentro do tubo, formando com ele o sistema chamado ludião. A garrafa é hermeticamente fechada e o ludião tem sua extremidade superior fechada e encostada na tampa da garrafa.

Uma pessoa, ao aplicar, com a mão, uma pressão constante sobre a garrafa faz com que entre um pouco mais de água no ludião, comprimindo a bolha de ar. Nessa condição, o ludião desce, conforme figura 2, a partir do repouso, com aceleração constante, percorrendo 60 cm, até chegar ao fundo da garrafa, em 1,0 s. Após chegar ao fundo, estando o ludião em repouso, a pessoa deixa de pressionar a garrafa. A bolha expande e o ludião sobe, conforme figura 3, percorrendo os 60 cm em 0,5 s.

Despreze o atrito viscoso sobre o ludião e considere que, ao longo da descida e da subida, o volume da bolha permaneça constante e igual a V₀ e V, respectivamente.

Nessas condições, a variação de volume, ∆V = V − V₀ , em cm³ , é igual a

Uma esfera de densidade ρ_esf está próxima à superfície de um lago calmo e totalmente submersa quando é solta, demorando 4,0 s para atingir a profundidade de h = 40,0 m. Suponha que a densidade do lago seja ρ_h20 = 10³kg/m³ . Qual é, então, a densidade da esfera? Considere g = 10,0 m/s².

Uma esfera de madeira com densidade 0,2 g/cm³ e raio 3 cm flutua na água, cuja densidade é de 1,0 g/cm³. Sendo assim, a opção que expressa, em cm³, o volume da parte da esfera que fica imersa na água é: