Questões Militares Sobre estática e hidrostática em física

Conrad Dietrich Magirus foi um bombeiro alemão criador das famosas escadas Magirus. Nascido em setembro de 1824, na Alemanha, Magirus desde muito jovem demonstrou vocação para o trabalho na luta contra incêndios e no resgate de pessoas em dificuldade. Quando jovem, Conrad Magirus se arriscava em resgates sem nenhum tipo de equipamento de proteção junto com um grupo de amigos na pequena cidade alemã de Ulm. Em 1847, Conrad fundou a primeira brigada voluntária de incêndios na Alemanha e, em 1872, revolucionou a história dessa profissão, ao apresentar o protótipo da primeira escada Magirus, na exposição mundial de Viena. A maior escada Magirus do mundo, em operação, é a M68L, composta de 7 peças móveis.

Numa determinada operação, uma dessas escadas está com pletam ente esticada, tem 70,0 m de comprimento e faz um ângulo de 60° com a horizontal, suportando um cesto de 300 kg, ligado por um cabo à sua extremidade. O módulo da aceleração da gravidade local é 10,0 m/s². 

O módulo do torque (ou momento de força) produzido pelo cesto, em relação à base da escada, vale 

Uma esfera de massa igual a 1,5kg flutua em uma piscina com 1/3 de seu volume submerso, mas sem tocar na borda da piscina. Suponha que o equilíbrio hidrostático já tenha sido atingido, isto é, que tanto a água da piscina quanto a esfera estejam em repouso. Considerando o módulo da aceleração da gravidade igual a 10m/s² , podemos afirmar que o módulo do empuxo exercido sobre a esfera é:

Observe o desenho abaixo, que mostra um cubo de 10cm de lado, parcialmente submerso em água.

Assumindo que a densidade da água vale 1g/cm³ , o peso desse cubo vale:

Um tijolo maciço possui 20 cm de comprimento, 15 centímetros de altura e 10 centímetros de largura. Se este tijolo possui massa igual a 3,6kg, sua densidade vale:

Observe a gangorra abaixo, em cujas extremidades se apoiam duas pessoas, cujos pesos são identificados pelos símbolos P1 e P2.

Se o peso da primeira pessoa (P1) vale 60kgf, o peso que a segunda pessoa deve ter (P2) para que a gangorra fique em equilíbrio, na posição horizontal, vale:

A densidade do chumbo é 11,3 g/cm³ . Transformando para o Sistema Internacional de Unidades a densidade do chumbo é:

Uma esfera homogênea de peso igual a 20N flutua, em repouso, na água contida em um recipiente, com metade de seu volume submerso e sem tocar em nenhuma das paredes do recipiente. Nesse caso é correto afirmar que:

Um bloco de peso igual a 100N está em repouso suspenso por dois fios em um mesmo plano, cada um fazendo um ângulo de 60^o com a vertical.

Sabendo que a aceleração da gravidade local é g = 10m/s² , concluímos que a tensão em cada fio é:

A pressão p da água a uma distância vertical d abaixo da superfície livre da água de um lago em equilíbrio hidrostático é dada pela fórmula p = p₀ + qd, na qual p₀ = 1,0 x 10⁵ N/m² e q = 1,0 x 10⁴ N/m³ . De acordo com essa fórmula, a 15m abaixo do nível da água a pressão é: 

Ao longo das estradas existem balanças de pesagem para caminhões. Um caminhoneiro teve um valor anotado de pesagem igual a 40 toneladas, correspondente a massa do caminhão juntamente com a carga. Após a pesagem, um policial rodoviário informou-o sobre o seu “excesso de peso”. O caminhoneiro questionou a informação do policial comparando a outro caminhão com massa de 50 toneladas que não havia sido multado. O policial explicou que seu caminhão tinha apenas dois eixos e que o outro tinha 3 eixos. A explicação do policial está associada ao conceito físico de:

Uma esfera maciça de alumínio, de raio 10 cm e densidade 2,7 g/cm³ está sobre uma balança submersa em água, cuja densidade vale 1 g/cm³. Qual o valor, aproximado, da leitura na balança, em kg? Adote g = 10 m/s² e π=3.

Um tanque de uma refinaria, com 12 metros de altura, contém etanol (densidade de 0,8 g/cm³ ). Assinale a alternativa que indica a pressão total no fundo do tanque quando este se encontra cheio (considerar a pressão do ar como sendo 1 atm = 105 Pa, e g = 10 m/s² ).

Com a Copa do Mundo de 2014, diversas obras estão sendo realizadas, tais como construção de novos estádios de futebol, novos terminais de transporte público, entre outras. Neste período, é comum se ver trabalhadores sobre vigas e pilares nas construções.

Considerando uma construção simples, constituída de uma viga na horizontal apoiada nas suas extremidades em duas colunas verticais, denominadas de A e B e supondo que um trabalhador se encontra a 1 (um) metro do ponto A e que a viga possua 3 metros de comprimento, assinale a alternativa correta:

Analise a figura abaixo.

A figura acima ilustra um sistema mecânico em equilíbrio estático, composto de uma tábua de 5,0kg de massa e 6,0m de comprimento, articulada em uma de suas extremidades e presa a um cabo na outra, O cabo está estendido na vertical. Sobre a tábua, que está inclinada de 60°, temos um bloco de massa 3,0kg na posição indicada na figura. Sendo assim, qual o módulo, em newtons, a direção e o sentido da força que a tábua faz na articulação?

Dado: g = 10 m/s²

Um submarino da Marinha Brasileira da classe Tikuna desloca uma massa de água de 1586 toneladas, quando está totalmente submerso, e 1454 toneladas, quando está na superfície da água do mar. Quando esse submarino está na superfície, os seus tanques de mergulho estão cheios de ar e quando está submerso, esses tanques possuem água salgada. Qual a quantidade de água salgada, em m³, que os tanques de mergulho desse submarino devem conter para que ele se mantenha flutuando totalmente submerso?

Dados: Densidade da água do mar = 1,03g/cm³.

Despreze o peso do ar nos tanques de mergulho .

Analise a figura abaixo.

A figura acima ilustra dois blocos de mesmo volume, mas de densidades diferentes, que estão em equilíbrio estático sobre uma plataforma apoiada no ponto A, ponto esse que coincide com o centro de massa da plataforma. Observe que a distância em relação ao ponto A é 3,0cm para o bloco 1, cuja densidade é de 1,6g/cm³, e 4,0cm para o bloco 2. Suponha agora que esse sistema seja totalmente imerso em um liquido de densidade 1,1g/cm³. Mantendo o bloco 2 na mesma posição em relação ao ponto A, a que distância, em cm, do ponto A deve-se colocar o bloco 1 para que o sistema mantenha o equilíbrio estático?

Observe a figura a seguir.

Na figura acima, a barra OP, homogênea e de secção reta e uniforme, de 77,57 cm de comprimento e peso 80 N, pode girar livremente em torno de 0. Ela sustenta, na extremidade P, um corpo de peso 110 N . A barra é mantida em equilíbrio, em posição horizontal, pelo fio de sustentação PQ . Qual é o valor da força de tração no fio?

Observe a figura a seguir. 

         

 

Um momento de 5 N.m é aplicado ao cabo de uma chave de fenda, conforme a figura acima. Decomponha esse momento de binário em ura par de binários P atuando na lâmina da ferramenta e assinale a opção correta. 

Observe a figura a seguir. 

                       

    

Um torque de 100 N.cm é solicitado para afrouxar o parafuso em A, determine a força P que deve ser aplicada perpendicularmente ao cabo da chave de catraca com cabeça flexível e assinale a opção correta. 

Dados: sen (60º ) = 0,85

             cos (60°) = 0,5

Observe a figura a seguir. 

     

              

A força F = {500i + 200j - 500k}N atua na extremidade da viga, conforme mostra a figura acima. Determine o momento da força em relação ao ponto A, e assinale a opção correta.