Questões Militares Sobre hidrostática em física

Dois balões meteorológicos são lançados de um helicóptero parado a uma altitude em que a densidade do ar é ρ_o =1,0 kg/m³. Os balões, de pesos desprezíveis quando vazios, estão cheios de ar pressurizado tal que as densidades do ar em seus interiores valem ρ₁ =10 kg/m³ (balão de volume V₁) e ρ₂ = 2,5 kg/m³ (balão de volume V₂). Desprezando a resistência do ar, se a força resultante atuando sobre cada balão tiver o mesmo módulo, a razão V₂/ V₁, entre os volumes dos balões, será igual a

Observe as figuras abaixo de uma âncora em dois instantes distintos de tempo. 

A âncora de ferro é lançada na água. Seu peso no instante t₁, quando totalmente fora d'água, é de 787N. A densidade do ferro é igual a 7,87g/cm³, a densidade da água é aproximadamente 1000kg/m³ e a aceleração da gravidade vale 9,8m/s². O peso efetivo da âncora no instante t₂, quando totalmente imersa na água, é, aproximadamente, igual a: 

Observe a figura de um submarino em dois instantes distintos de tempo. 

                   

Esse submarino possui uma escotilha horizontal superior (porta de alçapão) que dá acesso a seu interior. Essa escotilha é retangular de dimensão 1,4m x 1,0m. O submarino encontra-se navegando no mar, onde a água salgada tem densidade de 1028kg/m³ (considere essa densidade uniforme). A diferença entre as pressões externa e interna produz uma força vertical resultante F sobre a escotilha. A pressão interna do submarino é mantida no valor igual ao da pressão atmosférica na superfície da água do mar. A uma profundidade d₁ = 100m, essa força tem intensidade F₁ e, a uma profundidade d₂ = 150m, a intensidade é F₂. O valor da razão F₂/F₁, é igual a: 

Observe a figura abaixo que representa uma tubulação horizontal, na qual um fluido ideal é escoado suavemente.

A tubulação se afunila de uma área de seção transversal A1 para uma área menor A2 . Quando a diferença de pressão (P1 - P2) é igual a 2500Pa, a vazão é de (5/3000)m³/ s . Quando a diferença de pressão (P1 - P2) alterar para 3600Pa, é porque a vazão, em m³/s, alterou para:

O que quase todo mergulhador sabe é que a doença descompressiva é causada por bolhas de nitrogênio, que se expandem no sangue ou nos tecidos do corpo, causando lesões em graus variáveis. (...) De maneira simples, vamos entender como as bolhas surgem. Segundo a Lei de Henry, “A solubilidade de um gás num meio líquido é diretamente proporcional à sua pressão parcial”. Traduzindo, quanto mais pressurizado estiver o gás, mais solúvel ele fica.

Fonte: http://www.brasilmergulho.com/doenca-descompressiva/, acessado em: 20/03/17.

Considerando a densidade da água como ρ = 1 g/cm³ , o módulo da aceleração da gravidade como g = 10,0 m/s² e a pressão atmosférica no nível da água 1 atm, analise as afirmativas abaixo e assinale a CORRETA. 

Um balão de borracha preto foi preenchido com ar e exposto ao sol. Após certo tempo tende a se mover para cima se não estiver preso a algo. Uma possível explicação física para tal acontecimento seria:

O comando hidráulico de um avião possui em uma de suas extremidades um pistão de 2 cm de diâmetro e na outra extremidade um pistão de 20 cm de diâmetro. Se a força exercida por um piloto atingiu 50 N, na extremidade de menor área, qual foi a força, em newtons, transmitida na extremidade de maior diâmetro?

Um cinegrafista, desejando filmar a fauna marítima de uma certa localidade, mergulhou até uma profundidade de 30 metros e lá permaneceu por cerca de 15 minutos.

Qual foi a máxima pressão suportada pelo cinegrafista? 

Dados: g = 10m/s²

d_água = 1.10³kg/m³
P_atmosférica = 1.10⁵N/m² 

Analise a figura abaixo.

A figura mostra um recipiente sendo abastecido, em cada segundo, com 140cm³ de água. Esse recipiente apresenta dois jatos de água saindo por orifícios de mesma área, S=0,20cm² . A distância entre os orifícios é igual a H=50cm. Para que o ponto P de interseção dos jatos permaneça em repouso, qual é o valor da soma das velocidades, em m/s, com que os jatos d ’água saem dos orifícios?

Uma amostra homogênea, sólida, de material desconhecido, apresenta um peso aparente P₁ quando mergulhada em um líquido de massa específica p₂, e, quando mergulhada em um líquido de massa específica p₂, seu peso aparente passa a ser P₂ . Sendo assim, qual a massa específica da amostra?

Um bloco de densidade 3 g/cm³ encontra-se totalmente submerso na água e suspenso por uma mola sem manter contato com o recipiente que contém o líquido conforme indicado na figura a seguir.

Se a tração exercida pela mola é de 0,8 N, então o bloco tem massa de: (Considere: d’agua = 1 g/cm³ ; g = 10 m/s² .)

Duas esferas de 2 cm³ cada encontram-se submersas em dois líquidos de densidades diferentes e presas, por fios finos, aos braços de uma balança que se mantém em equilíbrio conforme indicado na figura a seguir.

Tem-se ainda que a massa da esfera mergulhada no líquido do recipiente 1 é de 0,80 g e da esfera mergulhada no recipiente 2 é de 0,76 g. Sendo 1 g/cm³ a densidade do líquido do recipiente 1, então a densidade do líquido do recipiente 2 é de:

Um pescador, ao retirar do fundo de um lago um objeto compacto de 500 g, puxa-o verticalmente e mantém sua velocidade constante, enquanto ele ainda se encontra submerso, por meio de uma linha de pesca cuja massa é desprezível. Sendo a tração sofrida pela linha enquanto o objeto se mantém submerso igual a 3N, então o volume do objeto corresponde a:

 Um cubo de cortiça, de aresta l flutua em água parcialmente submerso, como ilustra a figura.

A densidade da água é igual a 1 g/cm³ e a da cortiça 0,75 g/cm³. A altura y da parte do cubo emersa (fora da água) é:

Dois pacientes precisam receber uma medicação com posta pela mistura de dois remédios líquidos: (1) de densidade d₁ = 0,70 g/cm³ e (2) de densidade d₂ = 1,30 g/cm³, mas em proporções diferentes. Para o paciente A, a medicação deve ser preparada misturando-se massas iguais dos remédios (1) e (2). Já para o paciente B, a medicação deve ser preparada misturando-se volumes iguais dos remédios (1) e (2). Suponha que, em ambos os casos, os resultados das misturas sejam medicações homogêneas de densidades d_A, para o paciente A, e d_B, para o paciente B. A razão d_A / d_B é:

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:

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: