Atividade extra
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×
 

Atividade extra

on

  • 12,047 views

 

Statistics

Views

Total Views
12,047
Views on SlideShare
12,046
Embed Views
1

Actions

Likes
2
Downloads
52
Comments
0

1 Embed 1

https://twitter.com 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Microsoft Word

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

Atividade extra Atividade extra Document Transcript

  • Instrumento Avaliativo: ATIVIDADE EXTRA 1ª etapa / 2013 Disciplina: FÍSICA Professor(a): BETINE ROST Série: 2ª Série do Ensino Médio Turma: ________ Nome: _________________________________________ N°: ___________1 [ 120846 ]. (Espcex (Aman) 2013) Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequenoêmbolo de área igual a 4 × −4 m2. O automóvel a ser elevado tem peso de 2 × 4 N e está sobre o êmbolo maior de 10 10área 0,16 m2 . A intensidade mínima da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar oautomóvel é dea) 20 Nb) 40 Nc) 50 Nd) 80 Ne) 120 NResposta:[C]Dados: P = 2⋅104 N; A1 = 4⋅10–4 m2; A2 = 0,16 m2 = 16⋅10–2 m2.Pelo Teorema de Pascal: F = P ⇒ F= P A1 2 × = 104 4 × −4 10(= 8× 2 10 ) ⇒A1 A 2 A2 −2 16 16 ×10F = 50 N.2 [ 121764 ]. (Unesp 2013) O relevo submarino de determinada região está representado pelas curvas de nívelmostradas na figura, na qual os valores em metros representam as alturas verticais medidas em relação ao nível dereferência mais profundo, mostrado pela linha vermelha.Dois peixes, 1 e 2, estão inicialmente em repouso nas posições indicadas e deslocam-se para o ponto P, onde paramnovamente. Considere que toda a região mostrada na figura esteja submersa, que a água do mar esteja em equilíbrio eque sua densidade seja igual a 103 kg/m3. Se g = 10 m/s2 e 1 atm = 105 Pa, pode-se afirmar, considerando-se apenas ospontos de partida e de chegada, que, durante seu movimento, o peixea) 2 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.b) 1 sofreu um aumento de pressão de 4 atm.c) 1 sofreu um aumento de pressão de 6 atm.d) 2 sofreu uma redução de pressão de 6 atm.e) 1 sofreu uma redução de pressão de 3 atm. Página 1 de 22
  • Resposta:[D]A diferença de pressão entre dois pontos é ∆p = d g h, sendo h o desnível entre os dois pontos.Em relação ao fundo do mar:– o peixe 1 aumentou sua profundidade em h1 = 30 m, baixando de 120 m para 90 m, portanto ele sofreu um aumento de pressão.– peixe 2 diminuiu sua profundidade em h2 = 60 m, subindo de 30 m para 90 m, sofrendo uma redução de pressão. Δp = 103 × ×30 ⇒ Δp = 3 × 105 Pa ⇒ Δp = 3 atm.Dados: d = 103 kg/m3; g = 10 m/s2; 1 atm = 105 Pa.Δp = d g h  Δp2 = 10 × ×60 ⇒ Δp2 = 6 × 10 Pa ⇒ Δp2 = 6 atm.  1 10 1 1 3 5  103 [ 119956 ]. (Epcar (Afa) 2013) Uma esfera homogênea, rígida, de densidade μ1 e de volume V se encontra apoiada eem equilíbrio na superfície inferior de um recipiente, como mostra a figura 1. Nesta situação a superfície inferior exerceuma força N1 sobre a esfera.A partir dessa condição, o recipiente vai sendo preenchido lentamente por um líquido de densidade μ, de tal forma queesse líquido esteja sempre em equilíbrio hidrostático. Num determinado momento, a situação de equilíbrio do sistema, noqual a esfera apresenta metade de seu volume submerso, é mostrada na figura 2.Quando o recipiente é totalmente preenchido pelo líquido, o sistema líquido-esfera se encontra em uma nova condiçãode equilíbrio com a esfera apoiada na superfície superior do recipiente (figura 3), que exerce uma força de reação normalN2 sobre a esfera. N2Nessas condições, a razão é dada por N1 1a) 2 Página 2 de 22
  • b) 1 3c) 2d) 2Resposta:[B]A figura mostra as forças que agem nas três situações: v v ( ) ( )N1 = P ⇒ N1 = m g ⇒ N1 = μ1 g V.Na situação 1, o peso da esfera P e a normal N1 equilibram-se: v v ( ) ( )Na situação 2, o peso P é equilibrado pelo empuxo E2 , sendo que metade do volume da esfera está imerso.E=P ⇒ μ g = μ1 g V ⇒ μ = 2 μ1. V 2 v ( )Na situação 3, a esfera está comprimida contra a parede superior, de modo que a normal N2 é vertical e para baixo.N2 + P = E2 ⇒ N2 + μ1 g V = μ V g ⇒ N2 + μ1 g V = 2 μ1V g ⇒Então:N2 = μ1V g.N2 μ1V gFazendo a razão entre as normais:N1 μ1V g N = ⇒ 2 = 1. N14 [ 121959 ]. (Enem 2012) Um dos problemas ambientais vivenciados pela agricultura hoje em dia é a compactação dosolo, devida ao intenso tráfego de máquinas cada vez mais pesadas, reduzindo a produtividade das culturas.Uma das formas de prevenir o problema de compactação do solo é substituir os pneus dos tratores por pneus maisa) largos, reduzindo pressão sobre o solo.b) estreitos, reduzindo a pressão sobre o solo.c) largos, aumentando a pressão sobre o solo.d) estreitos, aumentando a pressão sobre o solo.e) altos, reduzindo a pressão sobre o solo.Resposta:[A]A pressão média (pm) é a razão entre o módulo da força normal aplicada sobre uma superfície e a área (A) dessa Página 3 de 22
  • superfície: Fnormal pm = . ADe acordo com essa expressão, para prevenir a compactação, deve-se diminuir a pressão sobre o solo: ou se trabalhacom tratores de menor peso, ou aumenta-se a área de contato dos pneus com o solo, usando pneus mais largos.5 [ 121962 ]. (Enem 2012) O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água parao seu funcionamento apropriado é de 20 kPa. A figura mostra a instalação hidráulica com a caixa d‘água e o cano aoqual deve ser conectada a ducha.O valor da pressão da água na ducha está associado à alturaa) h1.b) h2.c) h3.d) h4.e) h5.Resposta:[C]De acordo com o teorema de Stevin, a pressão de uma coluna líquida é diretamente proporcional à altura dessa coluna,que é medida do nível do líquido até o ponto de saída, no caso, h3.6 [ 112781 ]. (Upf 2012) Um líquido de densidade igual a 1.250 kg/m3 encontra-se em equilíbrio no interior de um tubode formato cilíndrico, como na figura (o desenho não está em escala real). O tubo tem 2 cm de diâmetro e no seu fundohá um êmbolo (móvel) que pressiona o dinamômetro. Considerando que o dinamômetro indica 37,68 N, é possível(considere a pressão atmosférica de 1× 105 Pa, g = 10 m/s2, e π = 3,14)afirmar que a altura (h) da coluna de líquido contido no tubo é, em m, de: Página 4 de 22
  • a) 1b) 1,6c) 2d) 2,6e) 0,6Resposta:[B]Dados: g = 10 m/s2; ρ = 1.250 kg / m3 ; R = 1 cm = 10–2 m; F = 37,68 N; p0 = 1× 105 Pa; p = 3,14.Embora o enunciado não especifique, para se chegar à resposta do gabarito oficial é necessário considerar que odinamômetro esteja no vácuo. Como o líquido está em equilíbrio, a pressão (p) no êmbolo é igual à pressão atmosférica(p0) mais a pressão da coluna (pcol).p = p0 + pcol ⇒ p = p0 + ρ gh.Sendo A = πR2 a área do êmbolo que pressiona o dinamômetro, vem: 37,68 π R2 − 105 = p0 + ρ gh ⇒ h = F − p0 ( ) −2 2 ρgF 3,14 10 20.000 ⇒ h= = ⇒A 1.250 × 10 12.500h = 1,6 m.7 [ 112978 ]. (Ufsm 2012) Dentro de uma mina de carvão, existe acúmulo de água. Para retirar essa água, uma bombade sucção é instalada na boca da mina, ao nível do solo. Assim,a) quanto maior a profundidade da água, maior deve ser a potência do motor que aciona a bomba.b) se a profundidade da água é maior do que 11 m, a bomba não retira água da mina.c) se a profundidade da água é grande, duas ou mais bombas devem ser instaladas em série ao nível do solo.d) a mesma bomba pode retirar a água em qualquer profundidade, mas, com profundidades maiores, diminui a vazão nas tubulações.e) a bomba de sucção não pode retirar água da mina, porque só funciona no vácuo.Resposta:[B]Densidade da água: ρ = 103 kg/m3;Consideremos:Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2;Pressão atmosférica local: p = 105 N/m2.A água sobe pela tubulação até que a pressão da coluna iguale à pressão atmosférica. Assim: Página 5 de 22
  • pcol = patm ⇒ ρ g h = patm ⇒ h = ρ g 103 ( 10 ) patm 105 = ⇒ h = 10 m.Teoricamente, a água somente sobe até 10 m. Na prática, essa altura é menor, pois, com a diminuição da pressão, aágua vaporiza, impedindo a formação de vácuo.8 [ 115079 ]. (Unesp 2012) Duas esferas, A e B, maciças e de mesmo volume, são totalmente imersas num líquido emantidas em repouso pelos fios mostrados na figura. Quando os fios são cortados, a esfera A desce até o fundo dorecipiente e a esfera B sobe até a superfície, onde passa a flutuar, parcialmente imersa no líquido.Sendo PA e PB os módulos das forças Peso de A e B, e EA e EB os módulos das forças Empuxo que o líquido exercesobre as esferas quando elas estão totalmente imersas, é correto afirmar quea) PA < PB e EA = EB.b) PA < PB e EA < EB.c) PA > PB e EA > EB.d) PA > PB e EA < EB.e) PA > PB e EA = EB.Resposta:[E]Se, quando os fios são cortados:– a esfera A desce ao fundo, então ela é mais densa que o líquido;Conclui-se, então, que a densidade da esfera A (ρ A ) é maior que a da esfera B (ρB ). Pelo enunciado, as esferas têm– a esfera B passa a flutuar, então ela é menos densa que o líquido.mesmo volume.Assim, para os pesos:ρA > ρB VA = VBPA = mA g = ρA VA gPB = mB g = ρB VB g ⇒ PA > PB .Sendo ρL a densidade do líquido, para os empuxos:{ VAE A = ρL VA g = VBEB = ρL VB g ⇒ E A = EB . Página 6 de 22
  • 9 [ 115214 ]. (Uespi 2012) Um navio possui massa de 500 mil toneladas e ainda assim consegue flutuar. Considere queo navio flutua em repouso, com a densidade da água igual a 1 kg/L. Qual é o volume submerso do navio, isto é, ovolume do navio (incluindo as suas partes vazias) que se encontra abaixo da linha d’água?a) 5 × 106 Lb) 107 Lc) 5 × 107 Ld) 108 Le) 5 × 108 LResposta:[E]Dados: m = 5 × 108 kg; ρágua = 1 kg/L.E = P ⇒ ρágua Vimerso g = m g ⇒ Vimerso =Se o navio está em equilíbrio, o seu peso e o empuxo exercido pela água estão equilibrados. ρágua m 5 × 108 = ⇒ 1Vimerso = 5 × 108 L.10 [ 108815 ]. (Uel 2012) A areia monazítica, abundante no litoral do Espírito Santo até o final do século XIX, é rica emtório e foi contrabandeada para outros países durante muitos anos sob a falsa alegação de lastrear navios. O lastro tempor objetivo afundá-los na água, até certo nível, conferindo estabilidade para a navegação. Se uma embarcação temmassa de 50.000 kg, qual deverá ser a massa de lastro de areia monazítica, em toneladas, para que esse naviolastreado desloque um volume total de 1000 m3 de água do mar? Considere a densidade da água do mar igual a1 g/cm3 .a) 180b) 500c) 630d) 820e) 950Resposta:[E]Dados: M = 50.000 kg = 0,05×106 kg; dágua = 103 kg/m3; Vimerso = 1.000 m3 = 103 m3.O peso da embarcação mais o peso da areia deve ser equilibrado pelo empuxo.Pemb + Pareia = E ⇒ Mg + mg = dágua Vimerso g ⇒ m = dágua Vimerso − M ⇒m = 103 × 103 − 0,05 × 10 6 ⇒ m = 10 6 − 0,05 × 10 6 ⇒ m = 0,95 × 10 6 kg ⇒m = 950 × 103 kg ⇒ m = 950 toneladas.11 [ 116362 ]. (Ucs 2012) No desenho animado Up – Altas Aventuras, o personagem Carl Fredricksen, um vendedor debalões, tem a ideia de viajar levando consigo a própria casa. Para isso, ele enche uma quantidade grande de balões comum gás e amarra-os à casa, que é erguida no ar. Por um certo tempo, a casa sobe. Mas, de repente, sem que nenhumbalão seja solto, a ascensão vertical é interrompida e a casa se desloca, graças ao vento, apenas na horizontal. Por queisso aconteceu?a) O empuxo do ar sobre os balões foi diminuindo à medida que diminuía a densidade do ar.b) A pressão atmosférica sobre o teto da casa foi aumentando com a altura.c) A temperatura baixa, que caracteriza a grande altitude, fez aumentar a pressão interna e o volume dos balões. Página 7 de 22
  • d) Mesmo com os balões fechados, o número de moles do gás dentro deles diminuiu com a altura, reduzindo a pressão manométrica sobre a casa.e) Devido à altitude e ao atrito do ar, a temperatura da casa aumentou e, por isso, diminuíram a pressão e o volume do gás dentro dos balões.Resposta:[A] v r ( )Sobre o balão subindo verticalmente, agem duas forças: o empuxo E , aplicado pelo ar, e seu próprio peso P .( )Enquanto o balão acelera verticalmente, a intensidade do empuxo é maior que a do peso. Quando o balão deixar deE = P ⇒ ρar Vbalões g = m g ⇒ ρar Vbalões = m.subir, essas duas forças verticais se equilibram.Como a massa não varia e o volume dos balões pode até aumentar com a diminuição da pressão atmosférica, conclui-seque a densidade do ar diminui.12 [ 108892 ]. (Unesp 2012) A maioria dos peixes ósseos possui uma estrutura chamada vesícula gasosa ou bexiganatatória, que tem a função de ajudar na flutuação do peixe. Um desses peixes está em repouso na água, com a forçapeso, aplicada pela Terra, e o empuxo, exercido pela água, equilibrando-se, como mostra a figura 1. Desprezando aforça exercida pelo movimento das nadadeiras, considere que, ao aumentar o volume ocupado pelos gases na bexiganatatória, sem que a massa do peixe varie significativamente, o volume do corpo do peixe também aumente. Assim, omódulo do empuxo supera o da força peso, e o peixe sobe (figura 2).Na situação descrita, o módulo do empuxo aumenta, porquea) é inversamente proporcional à variação do volume do corpo do peixe.b) a intensidade da força peso, que age sobre o peixe, diminui significativamente.c) a densidade da água na região ao redor do peixe aumenta.d) depende da densidade do corpo do peixe, que também aumenta.e) o módulo da força peso da quantidade de água deslocada pelo corpo do peixe aumenta.Resposta:[E]De acordo com o teorema de Arquimedes, a intensidade do empuxo é igual à intensidade do peso de líquido deslocado.Ao aumentar o volume da bexiga natatória, o peixe aumenta o volume de líquido deslocado, aumentando,consequentemente, o módulo da força peso da quantidade de água deslocada. Página 8 de 22
  • 13 [ 107986 ]. (Uerj 2012) Um cilindro sólido e homogêneo encontra-se, inicialmente, apoiado sobre sua base no interiorde um recipiente. Após a entrada de água nesse recipiente até um nível máximo de altura H, que faz o cilindro ficartotalmente submerso, verifica-se que a base do cilindro está presa a um fio inextensível de comprimento L. Esse fio estáfixado no fundo do recipiente e totalmente esticado.Observe a figura:Em função da altura do nível da água, o gráfico que melhor representa a intensidade da força F que o fio exerce sobre ocilindro é:a)b)c)d)Resposta:[D]As figuras a seguir mostram as diferentes situações do cilindro. Página 9 de 22
  • Nas situações das figuras 1, 2 e 3 o fio ainda não está esticado (F = 0). Na situação da figura 4, o fio começa a sertracionado (H > L) e a intensidade da tração aumenta à medida em que o nível da água sobe, pois o empuxo aumenta eo corpo permanece em repouso. A partir da situação da figura 5, quando o cilindro já está totalmente coberto pela água,o empuxo deixa de aumentar, permanecendo constante à força de tração no fio (F = E – P).14 [ 109093 ]. (Uff 2012) Submarinos possuem tanques de lastro, que podem estar cheios de água ou vazios. Quandoos tanques estão vazios, o submarino flutua na superfície da água, com parte do seu volume acima da superfície.Quando os tanques estão cheios de água, o submarino flutua em equilíbrio abaixo da superfície.Comparando os valores da pressão (p) no fundo do submarino e do empuxo (E) sobre o submarino quando os tanquesestão cheios (pc ,Ec ) com os valores das mesmas grandezas quando os tanques estão vazios (pv ,E v ) é correto afirmarquea) pc > pv , Ec > E v .b) pc < pv , Ec < E v .c) pc < pv , Ec > Ev .d) pc > pv , Ec = E v .e) pc = pv , Ec > E v .Resposta:[A]De acordo com o enunciado, com os tanques vazios o submarino estará na superfície da água e apresentará valores depv, para a pressão hidrostática em seu fundo, e Ev, para a força de empuxo. Com os tanques cheios o submarino estarátotalmente imerso na água e apresentará valores pc e Ec, para a pressão hidrostática em seu fundo e a força de empuxo,respectivamente. Página 10 de 22
  • Cálculo da pressão hidrostática no fundo do submarinoA partir da lei de Stevin, temos: p = p0 + d.g.h onde:p: pressão hidrostática;p0: pressão na superfície da água;d: densidade do líquido (água);g: aceleração da gravidade;h: profundidade do fundo do submarino, em relação à superfície da água.A única diferença entre pc e pv está na profundidade h:h > h → pc > p vCálculo da força de empuxo que atua no submarinoDe acordo com o princípio de Arquimedes: E = d.v.g onde:E: força de empuxo que atua no submarino;d: densidade do líquido (água);v: volume da parte imersa do submarino;g: aceleração da gravidade.A única diferença entre Ec e Ev está no volume da parte imersa do submarino v:V > V → Ec > E v15 [ 108130 ]. (Ueg 2011) Em 15 de abril de 1875, na França, o balão Zenith voou a uma altitude de 8.600 m. Dois dosseus tripulantes morreram em decorrência das mudanças funcionais promovidas pela altitude. Sobre esses tipos demudanças numa pessoa saudável e normal, é correto afirmar:a) os efeitos apenas serão sentidos em altitudes superiores a 8000 m, quando a frequência respiratória aumenta drasticamente.b) o que ocasionou a morte dos dois tripulantes foi um efeito conhecido como hipoxia, ou seja, o alto fornecimento de oxigênio.c) os efeitos se devem essencialmente à diminuição da pressão atmosférica, o que é consequência da diminuição da densidade do ar. Página 11 de 22
  • d) já em baixas altitudes, próximas de 1.000 m, surgem uma série de distúrbios, como dificuldade de respirar, taquicardia, náusea, vômito e insônia.Resposta:[C]À medida que a altitude aumenta, o ar se torna mais rarefeito, ocorrendo diminuição na sua densidade.16 [ 108127 ]. (Ueg 2011) Em uma colisão automobilística frontal, observou-se que o volante foi deformadoprovavelmente pelo impacto com o tórax do motorista, além de uma quebra circular no para-brisa evidenciar o local deimpacto da cabeça. O acidentado apresentou fratura craniana, deformidade transversal do esterno, contusão cardíaca eruptura dos alvéolos pulmonares. A lesão pulmonar ocorreu pela reação instintiva de espanto do motorista ao puxar esegurar o fôlego, pois a compressão súbita do tórax produziu a ruptura dos alvéolos, assim como se estoura um saco depapel inflado. Sobre essa lesão pulmonar, é correto afirmar:a) pelo Princípio de Pascal, o aumento da pressão sobre o ar contido nos alvéolos foi inversamente proporcional ao volume ocupado pelo fluido, cuja massa rompeu as paredes inferiores dos alvéolos.b) pelo Princípio de Pascal, o aumento da pressão anteroposterior sobre o ar contido nos alvéolos por ação de pressão externa foi transmitido a todos os pontos do fluido, inclusive à parede dos alvéolos.c) pelo Princípio de Arquimedes, o aumento da pressão sobre o ar contido nos alvéolos foi inversamente proporcional ao volume ocupado pelo fluido, cuja massa rompeu as paredes inferiores dos alvéolos.d) pelo Princípio de Arquimedes, o aumento da pressão anteroposterior sobre o ar contido nos alvéolos por ação de pressão externa foi transmitido a todos os pontos do fluido, inclusive à parede dos alvéolos.Resposta:[B]O Princípio de Pascal estabelece que qualquer acréscimo de pressão efetuado num ponto de um fluido é transmitidointegralmente a todos os demais pontos desse fluido.17 [ 108611 ]. (Enem 2011) Um tipo de vaso sanitário que vem substituindo as válvulas de descarga estáesquematizado na figura. Ao acionar a alavanca, toda a água do tanque é escoada e aumenta o nível no vaso, até cobriro sifão. De acordo com o Teorema de Stevin, quanto maior a profundidade, maior a pressão. Assim, a água descelevando os rejeitos até o sistema de esgoto. A válvula da caixa de descarga se fecha e ocorre o seu enchimento. Emrelação às válvulas de descarga, esse tipo de sistema proporciona maior economia de água. Página 12 de 22
  • A característica de funcionamento que garante essa economia é devidaa) à altura do sifão de água.b) ao volume do tanque de água.c) à altura do nível de água no vaso.d) ao diâmetro do distribuidor de água.e) à eficiência da válvula de enchimento do tanque.Resposta:[B]A pressão hidrostática é ph = ρgh , sendo ρ a densidade da água, g a aceleração da gravidade e h a altura da coluna.Notemos que a pressão não depende do volume, podendo, então, obter-se a mesma pressão com volumes menores,propiciando economia de água.18 [ 103098 ]. (Uel 2011) A figura a seguir apresenta um vaso preenchido com dois fluidos diferentes não miscíveis. Ofluido 1 apresenta densidade de 1 g/cm3 e o fluido 2, densidade de 0,7 g/cm3.Sendo h1 = h + h2, qual a razão h/h3?a) 0,7b) 1c) 5d) 3,2e) 100Resposta:[A]Pelo teorema de Stevin, as pressões nos pontos A e B são iguais.Então: h d2 0,7 hd1h = d2h3 ⇒ = = ⇒ = 0,7. h3 d1 1 h319 [ 100660 ]. (Uff 2011) O sifão é um instrumento usado para a retirada de água de lugares de difícil acesso. Comomostra a figura a seguir, seu funcionamento se baseia no fato de que, quando o tubo que liga os recipientes A e B estácheio, há uma diferença de pressão hidrostática entre os pontos P e Q, o que provoca um fluxo de água de A para B. Página 13 de 22
  • Essa diferença de pressão depende da seguinte característica do nosso planeta:a) pressão atmosférica.b) aceleração da gravidade local.c) temperatura da superfície.d) densidade da atmosfera.e) velocidade de rotação do planeta.Resposta:[B]A diferença de pressão hidrostática (∆p) entre dois pontos de desnível h, para um líquido de densidade dlíq, é dada peloteorema de Stevin:∆p = dlíq g h.Portanto, essa diferença só depende da densidade do líquido, do desnível e da gravidade local.20 [ 101434 ]. (Ita 2011) Um cubo maciço homogêneo com 4,0 cm de aresta flutua na água tranquila de uma lagoa, demodo a manter 70% da área total da sua superfície em contato com a água, conforme mostra a figura.A seguir, uma pequena rã se acomoda no centro da face superior do cubo e este se afunda mais 0,50 cm na água.Assinale a opção com os valores aproximados da densidade do cubo e da massa da rã, respectivamente.a) 0,20 g/cm3 e 6,4 gb) 0,70 g/cm3 e 6,4 gc) 0,70 g/cm3 e 8,0 gd) 0,80 g/cm3 e 6,4 ge) 0,80 g/cm3 e 8,0 g.Resposta:[E]Dados: a = 4 cm; dágua = 1 g/cm3; Aimersa = 0,7 Atotal; ∆h = 0,50 cm. Página 14 de 22
  • A área imersa é a área do fundo mais uma parte da área das 4 paredes laterais, de altura h. De acordo com oenunciado:Aimersa = 0,7 Atotal ⇒ a 2 + 4 a h = (0,7) 6 a 2 ⇒ 4 h = 3,2 a ⇒ h = 0,8 a.Como o cubo é um sólido reto e está em equilíbrio em água, seu peso é equilibrado pelo empuxo: dcubo Vimerso dcubo a2h a2 (0,8a)P = E ⇒ dcubo Vtotal g = dáguya Vimerso g ⇒ = ⇒ = 3 = ⇒ dágua Vtotal 1 a a3dcubo = 0,80 g/cm3. v v ( )O peso da rã Pr é equilibrado pelo aumento do empuxo ∆E ( )Pr = ∆E ⇒ m g = dágua ∆V g ⇒ m = dágua A ∆h = 1,0 (16) (0,50) ⇒m = 8,0 g.21 [ 102038 ]. (Ifsp 2011) Um aluno de engenharia pretende determinar a densidade de um corpo maciço e realiza umaexperiência que consiste, inicialmente, em suspender o corpo, em uma das extremidades de uma balança de braçosiguais, com uma massa de 100 gramas, conforme figura 1. A seguir ele coloca o corpo dentro de uma vasilha com água,cuja densidade é de 1,0 g/cm3, e a equilibra com uma massa de 60 gramas (figura 2). O valor encontrado da densidadedo corpo, em g/cm3, é igual aa) 8,75.b) 7,50.c) 6,75d) 3,50.e) 2,50.Resposta:[E]Dados: m1 = 100 g; m2 = 60 g; dágua = 1 g/cm3.Como a balança tem braços iguais, na figura 1, o peso do corpo é igual ao peso da massa calibrada. Trabalhando emgrama-força (gf): Página 15 de 22
  • P = 100 gf. (I) v ( )Na figura 2, o peso da nova massa calibrada (60 gf) equilibra a diferença entre o peso do corpo e o empuxo E :P – E = 60 gf. (II)Substituindo (I) em (II):100 – E = 60 ⇒ E = 40 gf. (II)Mas:P = dcorpo V g P dcorpo 100 dcorpo ⇒ = ⇒ = ⇒E = dágua V g E dágua 40 1dcorpo = 2,5 g/cm3.22 [ 103258 ]. (Cesgranrio 2011) Um bloco cúbico com 6 cm de aresta é parcialmente submerso em água até 1/3 de suaaltura. Considerando-se que a aceleração da gravidade vale 10 m/s 2 e sabendo-se que a massa específica da água vale1000 kg/m3, calcule a intensidade do empuxo sobre o bloco, em Newtons.a) 0,20b) 0,36c) 0,72d) 1,00e) 1,44Resposta:[C]E = μ fluido .Vimerso ( 6x10 ) 3 −2 .g = 1000x x10 = 0,72N . 323 [ 99062 ]. (Uerj 2011) Um bloco maciço está inteiramente submerso em um tanque cheio de água, deslocando-severticalmente para o fundo em movimento uniformente acelerado. A razão entre o peso do bloco e o empuxo sobre ele éigual a 12,5.A aceleração do bloco, em m/s2, é aproximadamente de:a) 2,5b) 9,2c) 10,0d) 12,0Resposta:[B] PDado: = 12,5. EDo princípio fundamental da dinâmica, vem:P – E = m a ⇒ m g – E = m a. P P mgMas: = 12,5 ⇒ E = = . E 12,5 12,5 Página 16 de 22
  • Substituindo na expressão anterior: mgm g− = m a . Considerando g = 10 m/s2: 12,5 1010 – = a ⇒ a = 10 – 0,8 ⇒ a = 9,2 m/s2. 12,524 [ 103290 ]. (Ifsul 2011) Um corpo maciço, de densidade desconhecida e peso igual a 300 N, encontra-se flutuandoem um líquido de densidade desconhecida, com 70% de seu volume imerso. O valor do empuxo sofrido pelo corpo éa) 90 N.b) 150 N.c) 210 N.d) 300 N.Resposta:[D]Nesse corpo agem duas forças: o peso e o empuxo. Se ele está em equilíbrio, a resultante dessas forças é nula, ou seja,elas têm mesma intensidade, igual a 300 N.25 [ 103782 ]. (Ufsc 2011) Durante a construção de uma estrutura metálica sobre um rio, um bloco de ferro de16 × 3 kg, com dimensões de 1,0 x 2,0 x 3,0 m, caiu e afundou até uma profundidade de 25 m. Para retirá-lo do fundo 10do rio e levá-lo à margem, foi usada uma balsa com um guindaste, cujo cabo suporta no máximo 120 kN. Suponha que adensidade do ferro seja de 8 × 3 kg m3 , , e que a densidade da água seja de 1× 3 kg m3 , patm = 1,0 × 5 Pa e 10 10 10g = 10 m s2 .Com base na situação exposta, assinale a(s) proposição(ões) correta(s).01) A densidade do bloco é igual à densidade do ferro.02) Para não romper o cabo e conseguir mover o bloco até a margem, o guindaste mantém emersos, no máximo, 2 m3 do bloco.04) Podemos afirmar que o bloco de ferro em questão é maciço.08) Sem alterar a massa do bloco, ele passaria a flutuar se o seu volume fosse igual a 16 m3 .16) A base do bloco no fundo do rio está submetida a uma pressão de 250 kPa.32) Quanto à balsa que flutua no rio, podemos afirmar que as forças que atuam sobre ela são somente a força peso e o empuxo da água do rio.Resposta:02.01) Incorreta: a densidade do bloco é: m 16 × 103dBloco = = ⇒ dBloco ≅ 1,7 × 103 kg / m3 . V 1× 2 × 302) Correta: calculemos o volume imerso mínimo para o cabo não arrebentar. A intensidade da tração no cabo (T) somada ao módulo do empuxo (E) deve equilibrar o peso (P) do bloco. Página 17 de 22
  • m g−TE+T =P ⇒ dágua Vimerso g + T = m g ⇒ Vimerso = ⇒ dágua g ( 160 − 120 ) × 103 40Vimerso = = = 4 m3 . 3 10 10 × 10Como o volume do bloco é 6 m3 , o volume emerso máximo deve ser:Vemerso = VBloco − Vimerso = 6 − 4 ⇒ Vemerso = 2 m3 .04) Incorreta: podemos afirmar que o bloco de ferro em questão é oco, pois sua densidade é menor que a densidade do ferro. ( )08) Incorreta: o bloco passaria a flutuar se a sua densidade fosse menor que a da água 1× 3 kg / m3 . 10 m V 1 V 1dBloco < dágua ⇒ < 103 ⇒ > ⇒ > ⇒ V m 103 16 × 10 3 103V > 16 m3 .16) Incorreta: pelo teorema de Stevin:p = p0 + d g h = 105 + 103 ( 10 ) ( 25 ) = 350 × 103 ⇒p = 350 kPa.32) Incorreta: na balsa agem seu próprio peso, o empuxo e a tração exercida no cabo do guindaste.26 [ 108606 ]. (Enem 2011) Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foramutilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0 N a 50 N e um cubo maciço ehomogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30 N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago,até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24 N no dinamômetro.Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2 , a densidade da água do lago, em g/cm3 , éa) 0,6.b) 1,2.c) 1,5.d) 2,4.e) 4,8.Resposta:[B] Página 18 de 22
  • Dados: m = 3 kg = 3.000 g; P= 30 N; VI = V 2 ; a = 10 cm; T = 24 N; g = 10 m/s . 2Calculando o volume do cubo: V = a = 10 cm 3 3 3 ⇒ V = 103 × 10 −6 m3 ⇒ V = 10 −3 m3 .A figura mostra as forças que agem no cubo, quando mergulhado na água do lago.Do equilíbrio, temos: T + E = P ⇒ E = P − T = 30 − 24 ⇒ E = 6 N.Da expressão do empuxo: 10 −3 12E = ρágua Vimerso g ⇒ 6 = ρágua 10 ⇒ ρágua = −2 = 1.200 kg/m3 ⇒ 2 10ρágua = 1,2 g / cm3 .TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:O vazamento de petróleo no Golfo do México, em abril de 2010, foi considerado o pior da história dos EUA. O vazamentocausou o aparecimento de uma extensa mancha de óleo na superfície do oceano, ameaçando a fauna e a flora daregião. Estima-se que o vazamento foi da ordem de 800 milhões de litros de petróleo em cerca de 100 dias.27 [ 100772 ]. (Unicamp 2011) Quando uma reserva submarina de petróleo é atingida por uma broca de perfuração, opetróleo tende a escoar para cima na tubulação como consequência da diferença de pressão, ÄP, entre a reserva e asuperfície. Para uma reserva de petróleo que está a uma profundidade de 2000 m e dado g = 10 m/s2, o menor valor deÄP para que o petróleo de densidade ń = 0,90 g/cm 3 forme uma coluna que alcance a superfície é dea) 1,8×102 Pa.b) 1,8×107 Pa.c) 2,2×105 Pa.d) 2,2×102 Pa.Resposta:[B]Dados: h = 2.000 m; g = 10 m/s2; ρ = 0,9 g/cm3 = 9 ×102 kg/m3.Do teorema de Stevin:∆P = ρ g h = 9 ×102 × 10 × 2 × 103 = 180 × 105 ⇒ ∆P = 1,8 × 107 Pa.TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES:Dados:Aceleração da gravidade: 10 m/s2 Página 19 de 22
  • Densidade da água: 103 kg/m3Velocidade da luz no vácuo: 3 × 8 m/s 10 30º 37º 45º sen 0,50 0,60 0,71 cos 0,86 0,80 0,7128 [ 107414 ]. (Ufpe 2011) Uma estrela de nêutrons tem massa igual a quatro vezes a massa do Sol e volume esféricode raio 20 km. Considere a massa do Sol igual a 2 × 30 kg e as densidades da estrela de nêutrons e da água 10denotadas, respectivamente, por ρest e ρágua . Se a ordem de grandeza da razão ρest /ρágua é 10N, qual o valor de N?Resposta: 3 3Dados: M = 4 ×2 × 30 kg = 8 × 30 kg ; R = 20 kg = 2 × 4 m ; ρágua = 10 kg / m ; π = 3 . 10 10 10Da definição de densidade: M M 8 × 1030 8 × 1030ρest = = = = ⇒ ρest = 2,5 × 1017 kg / m3 . V 4 3 4 ( ) 3 13 πR ( 3 ) 2 × 104 3,2 × 10 3 3Considerando a ordem de grandeza:ρest = 1017 kg / m3 .Fazendo a razão: ρest 1017 = 10N ⇒ = 10N ⇒ 1014 = 10N ⇒ρágua 10 3N = 14.29 [ 107419 ]. (Ufpe 2011) Um barco de passageiros afundou em um lago. É preciso içá-lo utilizando boias especiais. Amassa do barco é 8000 kg e o volume ocupado por ele é 3 m3 .Despreze o peso das boias. Determine o volume mínimo, em m3 , que devem ter as boias para que o barco fique naiminência de ser elevado do fundo do lago.Resposta: 3Dados: m = 8.000 kg; dágua = 1000 kg / m ; V = 3 m3 .Para que o barco fique na iminência de ser elevado, a intensidade do empuxo (E) deve ser igual à intensidade do peso(P).E = P ⇒ dágua Vimerso g = mg ⇒ 103 ( 3 + V ) = 8 × 10 3 ⇒ 3+V =8 ⇒V = 5 m3 .TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO:Dados: Página 20 de 22
  • Aceleração da gravidade: g = 10 m/s2Densidade da água: ρa = 1,0 g/cm3 = 1000 kg/m3Velocidade da luz no vácuo: c = 3,0 × 8 m/s 10Pressão atmosférica: Patm = 1,0 × 5 N/m2 101 litro = 1 dm3 = 10 −3 m31 ano - luz = 9,461 × 15 m 10Calor específico da água: c a = 1 cal/gºC = 4000 J/KgºC1 eV = 1,6 × 19 J 101 cal = 4,2 J30 [ 107830 ]. (Ufjf 2011) Um edifício de 5 andares, em que cada andar tem 3 m de altura, foi construído ao lado de umrio. A água utilizada pelo condomínio é bombeada do rio para um reservatório que se encontra no topo do edifício, comoestá mostrado na figura a seguir. Determine a pressão mínima para a bomba dágua elevar a água do rio para oreservatório, considerando que o nível do reservatório esteja sempre a uma altura de h = 3 m acima do topo do edifício.a) 1,8 atm.b) 1,4 atm.c) 3,2 atm.d) 3,7 atm.e) 2,8 atm.Resposta:[A]Desconsiderando perdas nas tubulações, a altura de sucção (do nível do rio até a bomba) e admitindo rendimento de100% para a bomba, a pressão deve corresponder apenas à altura de recalque, que é de 18 m, uma vez que tanto aentrada como a saída estão à pressão atmosférica. Sabemos que 1 atm corresponde a, aproximadamente, 10 metros decoluna de água, então, 18 m de coluna de água correspondem a 1,8 atm, o que nos leva a opção [A], discordando dogabarito oficial [E]. Página 21 de 22
  • Resumo das questões selecionadas nesta atividadeData de elaboração: 28/02/2013 às 17:23Nome do arquivo: Lista de HidrostáticaLegenda:Q/Prova = número da questão na provaQ/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®Q/prova Q/DB Matéria Fonte Tipo 1..................120846.............Física..................Espcex (Aman)/2013..............Múltipla escolha 2..................121764.............Física..................Unesp/2013............................Múltipla escolha 3..................119956.............Física..................Epcar (Afa)/2013.....................Múltipla escolha 4..................121959.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 5..................121962.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 6..................112781.............Física..................Upf/2012.................................Múltipla escolha 7..................112978.............Física..................Ufsm/2012..............................Múltipla escolha 8..................115079.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 9..................115214.............Física..................Uespi/2012..............................Múltipla escolha 10................108815.............Física..................Uel/2012.................................Múltipla escolha 11................116362.............Física..................Ucs/2012.................................Múltipla escolha 12................108892.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 13................107986.............Física..................Uerj/2012................................Múltipla escolha 14................109093.............Física..................Uff/2012..................................Múltipla escolha 15................108130.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 16................108127.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 17................108611.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 18................103098.............Física..................Uel/2011.................................Múltipla escolha 19................100660.............Física..................Uff/2011..................................Múltipla escolha 20................101434.............Física..................Ita/2011...................................Múltipla escolha 21................102038.............Física..................Ifsp/2011.................................Múltipla escolha 22................103258.............Física..................Cesgranrio/2011.....................Múltipla escolha 23................99062...............Física..................Uerj/2011................................Múltipla escolha 24................103290.............Física..................Ifsul/2011................................Múltipla escolha 25................103782.............Física..................Ufsc/2011................................Somatória 26................108606.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 27................100772.............Física..................Unicamp/2011.........................Múltipla escolha 28................107414.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 29................107419.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 30................107830.............Física..................Ufjf/2011.................................Múltipla escolha Página 22 de 22
  • Resumo das questões selecionadas nesta atividadeData de elaboração: 28/02/2013 às 17:23Nome do arquivo: Lista de HidrostáticaLegenda:Q/Prova = número da questão na provaQ/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®Q/prova Q/DB Matéria Fonte Tipo 1..................120846.............Física..................Espcex (Aman)/2013..............Múltipla escolha 2..................121764.............Física..................Unesp/2013............................Múltipla escolha 3..................119956.............Física..................Epcar (Afa)/2013.....................Múltipla escolha 4..................121959.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 5..................121962.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 6..................112781.............Física..................Upf/2012.................................Múltipla escolha 7..................112978.............Física..................Ufsm/2012..............................Múltipla escolha 8..................115079.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 9..................115214.............Física..................Uespi/2012..............................Múltipla escolha 10................108815.............Física..................Uel/2012.................................Múltipla escolha 11................116362.............Física..................Ucs/2012.................................Múltipla escolha 12................108892.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 13................107986.............Física..................Uerj/2012................................Múltipla escolha 14................109093.............Física..................Uff/2012..................................Múltipla escolha 15................108130.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 16................108127.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 17................108611.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 18................103098.............Física..................Uel/2011.................................Múltipla escolha 19................100660.............Física..................Uff/2011..................................Múltipla escolha 20................101434.............Física..................Ita/2011...................................Múltipla escolha 21................102038.............Física..................Ifsp/2011.................................Múltipla escolha 22................103258.............Física..................Cesgranrio/2011.....................Múltipla escolha 23................99062...............Física..................Uerj/2011................................Múltipla escolha 24................103290.............Física..................Ifsul/2011................................Múltipla escolha 25................103782.............Física..................Ufsc/2011................................Somatória 26................108606.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 27................100772.............Física..................Unicamp/2011.........................Múltipla escolha 28................107414.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 29................107419.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 30................107830.............Física..................Ufjf/2011.................................Múltipla escolha Página 22 de 22
  • Resumo das questões selecionadas nesta atividadeData de elaboração: 28/02/2013 às 17:23Nome do arquivo: Lista de HidrostáticaLegenda:Q/Prova = número da questão na provaQ/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®Q/prova Q/DB Matéria Fonte Tipo 1..................120846.............Física..................Espcex (Aman)/2013..............Múltipla escolha 2..................121764.............Física..................Unesp/2013............................Múltipla escolha 3..................119956.............Física..................Epcar (Afa)/2013.....................Múltipla escolha 4..................121959.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 5..................121962.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 6..................112781.............Física..................Upf/2012.................................Múltipla escolha 7..................112978.............Física..................Ufsm/2012..............................Múltipla escolha 8..................115079.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 9..................115214.............Física..................Uespi/2012..............................Múltipla escolha 10................108815.............Física..................Uel/2012.................................Múltipla escolha 11................116362.............Física..................Ucs/2012.................................Múltipla escolha 12................108892.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 13................107986.............Física..................Uerj/2012................................Múltipla escolha 14................109093.............Física..................Uff/2012..................................Múltipla escolha 15................108130.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 16................108127.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 17................108611.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 18................103098.............Física..................Uel/2011.................................Múltipla escolha 19................100660.............Física..................Uff/2011..................................Múltipla escolha 20................101434.............Física..................Ita/2011...................................Múltipla escolha 21................102038.............Física..................Ifsp/2011.................................Múltipla escolha 22................103258.............Física..................Cesgranrio/2011.....................Múltipla escolha 23................99062...............Física..................Uerj/2011................................Múltipla escolha 24................103290.............Física..................Ifsul/2011................................Múltipla escolha 25................103782.............Física..................Ufsc/2011................................Somatória 26................108606.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 27................100772.............Física..................Unicamp/2011.........................Múltipla escolha 28................107414.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 29................107419.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 30................107830.............Física..................Ufjf/2011.................................Múltipla escolha Página 22 de 22
  • Resumo das questões selecionadas nesta atividadeData de elaboração: 28/02/2013 às 17:23Nome do arquivo: Lista de HidrostáticaLegenda:Q/Prova = número da questão na provaQ/DB = número da questão no banco de dados do SuperPro®Q/prova Q/DB Matéria Fonte Tipo 1..................120846.............Física..................Espcex (Aman)/2013..............Múltipla escolha 2..................121764.............Física..................Unesp/2013............................Múltipla escolha 3..................119956.............Física..................Epcar (Afa)/2013.....................Múltipla escolha 4..................121959.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 5..................121962.............Física..................Enem/2012.............................Múltipla escolha 6..................112781.............Física..................Upf/2012.................................Múltipla escolha 7..................112978.............Física..................Ufsm/2012..............................Múltipla escolha 8..................115079.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 9..................115214.............Física..................Uespi/2012..............................Múltipla escolha 10................108815.............Física..................Uel/2012.................................Múltipla escolha 11................116362.............Física..................Ucs/2012.................................Múltipla escolha 12................108892.............Física..................Unesp/2012............................Múltipla escolha 13................107986.............Física..................Uerj/2012................................Múltipla escolha 14................109093.............Física..................Uff/2012..................................Múltipla escolha 15................108130.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 16................108127.............Física..................Ueg/2011................................Múltipla escolha 17................108611.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 18................103098.............Física..................Uel/2011.................................Múltipla escolha 19................100660.............Física..................Uff/2011..................................Múltipla escolha 20................101434.............Física..................Ita/2011...................................Múltipla escolha 21................102038.............Física..................Ifsp/2011.................................Múltipla escolha 22................103258.............Física..................Cesgranrio/2011.....................Múltipla escolha 23................99062...............Física..................Uerj/2011................................Múltipla escolha 24................103290.............Física..................Ifsul/2011................................Múltipla escolha 25................103782.............Física..................Ufsc/2011................................Somatória 26................108606.............Física..................Enem/2011.............................Múltipla escolha 27................100772.............Física..................Unicamp/2011.........................Múltipla escolha 28................107414.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 29................107419.............Física..................Ufpe/2011...............................Analítica 30................107830.............Física..................Ufjf/2011.................................Múltipla escolha Página 22 de 22