Questões Militares Sobre hidrostática em física
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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 do
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 dA).
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
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 pa, equilibrado por um peso P. Na
figura 2, um cubo de aresta a e densidade pc, 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?
Nas questões de Física, quando necessário, use:
• densidade da água: d = 1⋅103 kg/m3
• aceleração da gravidade: g = 10 m/s2
• cos 30º = sen 60º = √3/2
• cos 60º = sen 30º = 1/2
• cos 45º = sen 45º = √2/2
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