Profª. Mestra Dilma R. de Oliveira
Questão 01
Dois reservatórios cilíndricos S e S‚ de paredes verticais e áreas das bases de 3 m² e 1 m², respectivamente, estão ligados, pela parte inferior, por um tubo de diâmetro e volume desprezíveis. Numa das extremidades do tubo (ver figura adiante) existe uma parede fina AB que veda o reservatório grande. Ela se rompe, deixando passar água para o reservatório pequeno,quando a pressão sobre ela supera 10000 N/m².
a) Estando o reservatório pequeno vazio, determine o volume máximo de água que se pode armazenar no reservatório grande sem que se rompa a parede AB, sabendo-se que a densidade da água vale 1000 kg/m³.
b) Remove-se a parede AB e esvaziam-se os reservatórios. Em seguida coloca-se no sistema um volume total de 6 m³ de água e, no reservatório S, imerge-se lentamente uma esfera de ferro de 1 m³ de volume até que pouse no fundo. Determine a altura da água no reservatório S‚, após alcançado o equilíbrio.
Física
Questão 02
Impressionado com a beleza da jovem modelo (1,70 m de altura e 55 kg), um escultor de praia fez sua (dela) estátua de areia do mesmo tamanho que o modelo. Adotando valores razoáveis para os dados que faltam no enunciado:
a) Calcule o volume da estátua (em litros);
b) Calcule quantos grãos de areia foram usados na escultura.
Questão 03
Suponha que o sangue tenha a mesma densidade que a água e que o coração seja uma bomba capaz de bombeá-lo a uma pressão de 150 mm de mercúrio acima da pressão atmosférica. Considere uma pessoa cujo cérebro está 50 cm acima do coração e adote, para simplificar, que 1 atmosfera = 750 mm de mercúrio.
a) Até que altura o coração consegue bombear o sangue?
b) Suponha que esta pessoa esteja em outro planeta. A que aceleração gravitacional máxima ela pode estar sujeita para que ainda receba sangue no cérebro?
Questão 04
Um tubo na forma de U, parcialmente cheio de água, está montado sobre um carrinho que pode mover-se sobre trilhos horizontais e retilíneos, como mostra a figura adiante. Quando o carrinho se move com aceleração constante para a direita, a figura que melhor representa a
superfície do líquido é:
Questão 05
Dois recipientes cilíndricos, de eixos verticais e raios R e R‚, contêm água até alturas H e H‚, respectivamente. No fundo dos recipientes existem dois tubos iguais, de diâmetro pequeno comparado com as alturas das colunas de água e com eixos horizontais, como mostra a figura a
seguir. Os tubos são vedados por êmbolos E, que impedem a saída da água mas podem deslizar sem atrito no interior dos tubos. As forças F e F‚, são necessárias para manter os êmbolos em equilíbrio, serão iguais uma à outra quando:
Questão 06
Se dois corpos têm todas as suas dimensões lineares proporcionais por um fator de escala ’, então a razão entre suas superfícies é ’² e entre seus volumes é ’³. Seres vivos perdem água por evaporação proporcionalmente às suas superfícies. Então eles devem ingerir líquidos
regularmente para repor essas perdas de água. Considere um homem e uma criança com todas as dimensões proporcionais. Considere ainda que o homem têm 80 kg; 1,80 m de altura e bebe 1,2 litros de água por dia para repor as perdas devidas apenas à evaporação.
a) Se a altura da criança é 0,90 m, qual é o seu peso?
b) Quantos litros de água por dia ela deve beber apenas para repor suas perdas por evaporação?
Questão 07
A pressão em cada um dos quatro pneus de um automóvel de massa m = 800 kg é de 30 libras-força/polegada-quadrada. Adote 1,0 libra = 0,50 kg; 1,0 polegada = 2,5 cm e g = 10 m/s². A pressão atmosférica é equivalente à de uma coluna de 10 m de água.
a) Quantas vezes a pressão dos pneus é maior que a atmosférica?
b) Supondo que a força devida à diferença entre a pressão do pneu e a pressão atmosférica, agindo sobre a parte achatada do pneu, equilibre a força de reação do chão, calcule a área da parte achatada.
Questão 08
Um recipiente formado de duas partes cilíndricas sem fundo, de massa m = 1,00 kg, cujas dimensões estão representadas na figura adiante, encontra-se sobre uma mesa lisa com sua extremidade inferior bem ajustada à superfície da mesma. Coloca-se um líquido no recipiente e quando o nível do mesmo atinge uma altura h = 0,050 m, o recipiente sob a ação do líquido se levanta. A massa específica desse líquido é:
a) 0,13 g/cm³
b) 0,64 g/cm³
c) 2,55 g/cm³
d) 0,85 g/cm³
e) 0,16 g/cm³
Questão 09
Um tubo cilíndrico de secção transversal constante de área S fechado numa das extremidades e com uma coluna de ar em seu interior de 1,0 m encontra-se em equilíbrio mergulhado em água cuja massa específica é › = 1,0 g/cm³ com o topo do tubo coincidindo com a superfície como mostra a figura a seguir. Sendo P =1,0 × 10¦ Pa a pressão atmosférica e g = 10 m/s² a aceleração da gravidade, a que distância h deverá ser elevado o topo do tubo com relação à superfície da água para que o nível de água dentro e fora do mesmo coincidam?
a) 1,1 m
b) 1,0 m
c) 10 m
d) 11 m
e) 0,91 m
Questão 10
Admita que a diferença de pressão entre as partes de baixo e de cima de uma asa delta seja dada por:
ÐP = 1›V²/2 onde › = densidade do ar = 1,2 kg/m³ e V = a velocidade da asa em relação ao ar.
a) Indique um valor razoável para a área da superfície de uma asa delta típica.
b) Qual é a diferença de pressão ÐP para que a asa delta sustente uma massa total de 100 kg (asa + pessoa)?
c) Qual é a velocidade da asa delta na situação do item (b)?
Questão 11
A prensa hidráulica é baseada:
a) no princípio de Pascal.
b) no princípio de Arquimedes.
c) na lei de Stevin.
d) na lei de Coulomb.
e) na lei de Avogadro.
Questão 12
O comandante de um jumbo decide elevar a altitude de vôo do avião de 9000 m para 11000 m. Com relação à anterior, nesta 2 altitude:
a) a distância do vôo será menor.
b) o empuxo que o ar exerce sobre o avião será maior.
c) a densidade do ar será menor.
d) a temperatura externa será maior.
e) a pressão atmosférica será maior.
Questão 13
Um mergulhador persegue um peixe a 5,0 m abaixo da superfície de um lago. O peixe foge da posição A e se esconde em uma gruta na posição B, conforme mostra a figura a seguir. A pressão atmosférica na superfície da água é igual a P³ = 1,0.10¦ N/m².
Adote g = 10 m/s².
a) Qual a pressão sobre o mergulhador?
b) Qual a variação de pressão sobre o peixe nas posições A e B?
Questão 14
Um tijolo, com as dimensões indicadas, é colocado sobre uma mesa com tampo de borracha, inicialmente da maneira mostrada em 1 e, posteriormente, da maneira mostrada em 2.
Na situação 1, o tijolo exerce sobre a mesa uma força F e uma pressão p; na situação 2, a força e a pressão exercidas são F‚ e p‚.
Nessas condições, pode-se afirmar que:
a) F = F‚ e p = p‚
b) F = F‚ e p > p‚
c) F = F‚ e p < p‚
d) F > F‚ e p > p‚
e) F < F‚ e p < p‚
Questão 15
Um estudante encontra um termômetro quebrado, sem o bulbo, mas com a coluna do tubo capilar cheia de mercúrio, e decide determinar o diâmetro interno d do capilar. Para isso, dispõe de uma régua graduada em milímetros (que não permite que se faça a medida do
diâmetro diretamente), de uma balança precisa e, além disso, conhece a densidade › do mercúrio à temperatura ambiente.
Descreva um procedimento a ser realizado à temperatura ambiente que, utilizando o material disponível, leve à determinação do diâmetro interno d do capilar.
Questão 16
Uma mangueira de plástico transparente, contendo um pouco d água, é suspensa por duas extremidades, junto a uma parede vertical, ficando sua parte central apoiada em um prego (P). As figuras mostram três situações para a mangueira, com diferentes configurações para a
água em seu interior.
Das situações apresentadas, é (são) possível (eis):
a) apenas a I.
b) apenas a II.
c) apenas a I e a II.
d) apenas a I e a III.
e) a I, a II e a III.
Questão 17
Uma pequena bolha de ar, partindo da profundidade de 2,0 m abaixo da superfície de um lago, tem seu volume aumentado em 40% ao chegar à superfície. Suponha que a temperatura do lago seja constante e uniforme e que o valor da massa específica da água do lago seja › = 1,0
× 10³ kg/m³. Adote g = 10 m/s² e despreze os efeitos de tensão superficial.
a) Qual a variação do valor da pressão do ar dentro da bolha, em N/m nessa subida?
b) Qual o valor da pressão atmosférica, em N/m², na superfície do lago?
Questão 18
O recipiente representado pela figura contém um líquido homogêneo, incompreensível e em equilíbrio, com densidade de 0,75 g/cm³. A diferença de pressão hidrostática entre um ponto no fundo do recipiente (M) e outro na superfície (N) vale 3,0.10³ N/m². Adotando g = 10 m/s², a
profundidade do líquido (h), em cm, vale
a) 10
b) 20
c) 30
d) 35
e) 40
Questão 19
Uma balança de braços iguais tem em um dos pratos um peso de 0,38 N e no outro prato um recipiente de peso desprezível. Sobre o recipiente existe uma torneira pingando 2 gotas de água por segundo, cada gota com um volume de 2,0 × 10¨ m³. Considerando a densidade da
água 1,0 × 10³ kg/m³ e g = 10 m/s², determine o tempo necessário, em segundos, para que os pratos da balança fiquem nivelados.
Questão 20
Um tubo em U contém um líquido de massa específica D, desconhecida. Uma pequena quantidade de um segundo líquido, de massa específica D‚ = 1,5 g/cm³, não miscível com o primeiro, é colocada em um dos ramos do tubo. A situação de equilíbrio é mostrada na figura a seguir.
A massa específica D, em g/cm³, vale
a) 4,0
b) 3,0
c) 2,4
d) 2,0
e) 1,8
Questão 21
No macaco hidráulico representado na figura a seguir, sabe-se que as áreas das secções transversais dos vasos verticais são A = 20 cm² e A‚ = 0,04 m². Qual é o peso máximo que o macaco pode levantar, quando fazemos uma força de 50 N em A?
a) 100 N
b) 1000 N
c) 200 kgf
d) 1000 kgf
e) 10000 kgf
Questão 22
Para medir a massa específica ›m de um certo material plástico, foi usado o seguinte método: tomou-se uma pequena esfera do material e dois líquidos a e b de massas específicas ›a < ›m e ›b > ›m, tais que a soma de dois volumes desses líquidos, quando misturados, era igual ao
volume da mistura. Sendo ›a = 0,8 g/cm³ e ›b = 1,2 g/cm³, verificou-se que, para uma proporção de 3/5 em volume do líquido "a" e 2/5 em volume líquido "b" a esfera de plástico ficava suspensa, indiferente, no meio da mistura.
Qual a massa específica do plástico? Explique o que você vai fazer.
Questão 23
A pressão atmosférica é equivalente à pressão exercida por uma coluna vertical de mercúrio de 76 cm de altura, sobre uma superfície horizontal. Sendo as massas específicas do mercúrio e da água, respectivamente, ›Hg = 13,6 g/cm³ e ›a = 1,0 g/cm³, analise o desenho do
sifão a seguir e calcule a altura máxima h em que o sifão pode operar, para drenar a água de um reservatório. Explique o raciocínio.
Questão 24
Um tornado com ventos de 180 km/h destruiu o telhado do ginásio de esportes da Unicamp...
Segundo engenheiros da Unicamp, a estrutura destruída pesa aproximadamente 250 toneladas." ("Folha de S. Paulo", 29/11/95).
Uma possível explicação para o fenômeno seria considerar uma diminuição da pressão atmosférica, devida ao vento, na parte superior do telhado. Para um escoamento de ar ideal, essa redução de pressão é dada por ›V²/2, onde › = 1,2 kg/m³ é a densidade do ar e V velocidade do
vento. Considere que o telhado do ginásio tem 5 400 m² de área e que estava apenas apoiado nas paredes.
a) Calcule a variação da pressão externa devida ao vento.
b) Quantas toneladas poderiam ser levantadas pela força devida a esse vento?
c) Qual a menor velocidade do vento (em km/h) que levantaria o telhado?
Questão 25
Ao projetar uma represa, um engenheiro precisou aprovar o perfil de uma barragem sugerido pelo projetista da construtora. Admitindo que ele se baseou na lei de Stevin, da hidrostática, que a pressão de um líquido aumenta linearmente com a profundidade, assinale a opção que o engenheiro deve ter feito.
Questão 26
Um tubo em U, longo, aberto nas extremidades, contém mercúrio de densidade 13,6 g/cm³. Em um dos ramos coloca-se água, de densidade 1,0 g/cm³, até ocupar uma altura de 32 cm. No outro ramo coloca-se óleo, de densidade 0,8 g/cm³, que ocupa altura de 6,0 cm.
O desnível entre as superfícies livres nos dois ramos, em cm, é de
a) 38
b) 28
c) 24
d) 20
e) 15
Questão 27
Um tanque contendo determinado líquido está na superfície da Terra, num local ao nível do mar onde a pressão atmosférica é de 10 × 10¦ Pa. Nessas condições a pressão total no fundo do tanque é 1,3 × 10¦ Pa.
Se esse tanque for levado para a superfície da Lua, onde não há atmosfera e a aceleração da gravidade é seis vezes menor que na superfície da Terra, a pressão total no fundo passará a ser, em Pa,
a) 1,0 × 10¦
b) 5 × 10³
c) 0,3 × 10¦
d) 2 × 10(a quarta potencia)
e) 2,3 × 10¦
Questão 28
Um certo volume de água é colocado num tubo em U, aberto nas extremidades. Num dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de densidade menor do que a da água o qual não se mistura com ela.
Após o equilíbrio, a posição dos dois líquidos no tubo está corretamente representada pela figura:
Questão 29
Um adulto de 80 kg e uma criança de 20 kg desejam andar sobre pernas de pau. Para isto dispõem de uma madeira leve e resistente em forma de varas de seção reta circular e diferentes diâmetros. Quantas vezes o diâmetro da madeira usada pelo adulto deve ser maior do
que aquele usado pela criança para que a pressão em cada uma das varas seja a mesma?
Questão 30
Suponha que, a cada batida, um coração realize trabalho equivalente à elevação de 60 cm³ de mercúrio a uma altura de 10 cm. Considere a densidade do mercúrio igual a 14 g/cm³.
Qual a potência, em unidades de 10§ erg/s, desenvolvida pelo coração, se ele bate 100 vezes por minuto?
Questão 31
Qual a força em Newtons que deve suportar cada mm² de área da parede de um submarino projetado para trabalhar submerso em um lago a uma profundidade máxima de 100 m, mantendo a pressão interna igual à atmosférica?
dado: densidade da água = 10³ kg/m³
Questão 32
Dois blocos de madeira, idênticos e de mesma massa, são colocados para flutuar em líquidos diferentes. A razão entre as densidades desses líquidos, d/d‚, vale 2,0. Qual a razão m/m‚ entre as massas de líquidos deslocadas pelos blocos?
Questão 33
Uma mistura de leite enriquecido com sais minerais e água cujas densidades são respectivamente, 1,10 g/cm³ e 1,00 g/cm³, possui, em volume, 70% em leite e 30% em água. A densidade da mistura será em g/cm³:
a) 1,01.
b) 1,03.
c) 1,05.
d) 1,07.
e) 1,09.
Questão 34
A massa de um bloco de granito é 6,5 t e a densidade do granito é 2 600 kg/m³. Qual o volume do bloco?
a) 0,0025 m³
b) 0,025 m³
c) 0,25 m³
d) 2,50 m³
e) 25,00 m³
Eu consigo calcular o movimento dos corpos celestiais, mas não a loucura das pessoas.