Ap fisica modulo 21 exercicios

  • 5,827 views
Uploaded on

 

More in: Education
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Be the first to comment
    Be the first to like this
No Downloads

Views

Total Views
5,827
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
0

Actions

Shares
Downloads
63
Comments
0
Likes
0

Embeds 0

No embeds

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
    No notes for slide

Transcript

  • 1. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 1 QUESTÕES CORRIGIDAS HIDROSTÁTICA ÍNDICECONCEITOS DE DENSIDADE E PRESSÃO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 1 PRESSÃO ATMOSFÉRICA E EXPERIÊNCIA DE TORRICELLI ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 6 TEOREMA DE STEVIN E APLICAÇÕES ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 9 PRINCÍPIO DE PASCAL ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 14 PRINCÍPIO DE ARQUIMEDES: EMPUXO ‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐‐ 17  Conceitos de Densidade e Pressão1. Três corpos de mesmo volume e aparência idêntica se encontram sobre uma mesa como ilustrado na figura deste problema. 2 3 1 Sendo d a densidade desses corpos, sabe-se que d 1 < d 2 < d 3 . Sobre a pressão p quecada um destes corpos exerce sobre a mesa é correto afirmar que: A) p 1 = p 2= p 3 . B) p 1 < p 2 = p 3 . C) p 1 < p 2 < p 3 . D) p 1 > p 2 > p 3 . www.fisicanovestibular.com.br
  • 2. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 2 CORREÇÃO m Como a densidade é dada por d = , temos m = d.V e o mais denso pesa mais para corpos de V F mesmo volume! Assim, P = , quem pesa mais exerce maior pressão e vice-versa! A GABARITO: C2. (UNIPAC-modificada) A figura abaixo mostra um bloco de 200 N de peso que deverá ser deslocado. Para o transporte, providenciou-se uma placa que suporta uma pressão máxima de 0,05 N/cm2.a) Calcule a densidade do bloco, em g/cm 3. Lembre-se: 1kgf ≅ 10 N.b) A placa pode transportar apoiado pela face ABCD? JUSTIFIQUE? CORREÇÃO a) Volume = a.b.c=100x20x80=160.000 cm 3. Massa = 200÷10=20Kg=20.000 g. m 20.000 1 g d = ⇒d = = = 0,125 3 . V 160.000 8 cm F 200 200 N b) Vamos calcular a pressão e ver se suporta: P = ⇒P = = = 0,025 2 . A 80.100 8000 cm Suporta, pois está abaixo da máxima!3. (UFMG – 2006) José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura: www.fisicanovestibular.com.br
  • 3. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 3 A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no indicador. Sejam Fi o módulo da força e pi a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, Fp e pp . Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar queA) Fi > Fp e pi = pp .B) Fi = Fp e pi = pp .C) Fi > Fp e pi > pp .D) Fi = Fp e pi > pp .CORREÇÃO: ao mesmo tempo em que é óbvia, a questão pode levar a confusão por parte doaluno. Muitos misturam os conceitos de Força e Pressão. Está implícito o Equilíbrio: a tachinha estáem Repouso entre os dedos. Logo, as forças que os dedos fazem precisam ser iguais: 1ª Lei deNewton. Por outro lado, embora não seja fundamental, podemos lembrar também da 3ª Lei deNewton: a força que o dedo faz na tachinha é igual em módulo à que a tachinha faz no dedo. Princípio Fda Ação e Reação. Porém, Pressão é Força distribuída em uma Área: P = ! E as áreas de Acontato nos dedos são visualmente distintas. A Pressão é inversamente proporcional à área! Logo,área menor⇒pressão maior! A pessoa sente uma Pressão maior no indicador! OPÇÃO: D.4. Abaixo está ilustrado um prego comum.Observando a figura, é correto afirmar que: a) é impossível pregar este prego na parede pela cabeça, isto é, enfiando pela parte mais grossa. b) construindo uma cama com 4 mil pregos, ela poderá acomodar um homem, já que a pressão exercida sobre ele será 4 mil vezes menor que a exercida por um único prego. c) apoiando o prego na parede pelos dois lados, a ponta e a cabeça, e exercendo com o martelo a mesma força nos dois casos, a pressão exercida pelo prego sobre a parede será a mesma, nos dois casos. d) a forma do prego foi escolhida puramente por uma questão de estética. CORREÇÃO F Como a pressão é definida como força sobre área, P = , colocando numa cama 4 mil pregos, a A pressão fica 4 mil vezes menor. www.fisicanovestibular.com.br
  • 4. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 4 OPÇÃO: B.5. Três tubos de ensaio estão preenchidos com líquidos distintos, como mostrado a seguir.O volume de líquido, nos três tubos, é idêntico. Seja P o peso do líquido nos tubos 1, 2 e 3,respectivamente. Pesando-os numa balança, verifica-se que P1 > P3 e P2 > P1. Sendo d adensidade dos líquidos, é CORRETO afirmar que: a) d 1 = d 2 = d 3 . b) d 1 > d 2 > d 3 . c) d 3 > d 1 > d 2 . d) d 3 < d 1 < d 2 . CORREÇÃOSe os volumes são iguais, o mais pesado é o mais denso. OPÇÃO: D.6. Em uma balança de pratos, simétrica em relação ao apoio central, encontram-se equilibrados três corpos de mesmo volume, conforme a figura abaixo. 1 2 www.fisicanovestibular.com.br
  • 5. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 5 A densidade do corpo 1, do lado esquerdo, é igual a 0,8 g/cm3. CALCULE a densidade dos corpos do lado direito, 2, sabendo que estes são idênticos. CORREÇÃO Para que ocorra o equilíbrio, as massas (e pesos), dos dois lados, devem ser iguais! Como do lado direito há dois corpos, a densidade deve ser a metade: 0,4 g/cm3.7. a) EXPLIQUE, em termos das grandezas físicas FORÇA, ÁREA e PRESSÃO, qual a finalidade de se amolar uma faca. b) CITE pelo menos TRÊS unidades de Pressão. CORREÇÃOa) Ao amolar a faca, a área de contato entre ela e o alimento diminui, conseguindo maior pressão comuma menor força. b) Pa, cmHg, atm, mmHg, lb/pol 2, Kgf/cm 2, metros de coluna d’água. www.fisicanovestibular.com.br
  • 6. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 6 Pressão atmosférica e experiência de Torricelli8. (PUC/MG - modificada) O gráfico a seguir representa a variação da pressão atmosférica, em atm, com a altitude, em km, em relação ao nível do mar. a) Adotando 1 atm = 76 cmHg, calcule a pressão atmosférica em Belo Horizonte (altitude: 800 m). b) Na cidade do Rio de Janeiro, a pressão atmosférica é maior, menor ou igual à de BH? JUSTIFIQUE. CORREÇÃO a) Olhando no gráfico, PBH = 0,9 atm ≅ 68 cmHg. b) No Rio a pressão é maior, pois a altitude é menor.9. a) (FAFEID/2000-modificada) A anestesia peridural consiste em injetar líquido anestésico numa região próxima à medula espinhal do paciente. Para procurar a região exata, o anestesista introduz uma agulha acoplada a uma seringa, sem anestésico e com o êmbolo na posição A, conforme mostrado na figura abaixo, até que o êmbolo seja sugado espontaneamente. www.fisicanovestibular.com.br
  • 7. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 7 Por quê o êmbolo é “sugado”? (máximo 2 linhas!) b) Para tirar sangue de uma pessoa em um exame faz-se vácuo no interior de um pequeno recipiente apropriado, este então é acoplado a uma seringa cuja agulha já está na veia do paciente. O sangue flui para o recipiente. Por quê? (máximo 2 linhas!) CORREÇÃO a) Porque na região em que penetra a agulha a pressão é menor que a atmosférica. b) Porque a pressão sanguínea é maior que no recipiente em que se fez vácuo.10. A figura abaixo ilustra a famosa experiência de Torricelli, na qual ele utilizou um tubo cheio de mercúrio virado em uma vasilha, também com mercúrio, e verificou um desnível de 76 cm ao nível do mar. 76 cm EXPLIQUE a experiência. CORREÇÃO Torricelli demonstrou que a pressão do ar do lado de fora, ou seja, a pressão atmosférica, ésuficiente para equilibrar uma coluna de 76 cm de mercúrio. 11. (UFMG/2007) Para se realizar uma determinada experiência, • coloca-se um pouco de água em uma lata, com uma abertura na parte superior, destampada, a qual é, em seguida, aquecida, como mostrado na Figura I; • depois que a água ferve e o interior da lata fica totalmente preenchido com vapor, esta é tampada e retirada do fogo; • logo depois, despeja-se água fria sobre a lata e observa-se que ela se contrai bruscamente, como mostrado na Figura II. www.fisicanovestibular.com.br
  • 8. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 8 Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na situação descrita, a contração ocorre porque A) a água fria provoca uma contração do metal das paredes da lata. B) a lata fica mais frágil ao ser aquecida. C) a pressão atmosférica esmaga a lata. D) o vapor frio, no interior da lata, puxa suas paredes para dentro. CORREÇÃO Muita gente não vai ter noção do que ocorreu, e vai chutar. O programa da UFMG 2007 sugereuma abordagem qualitativa insisto com meus alunos que a melhor bibliografia que eu conheço, nessecaso, chama-se Curso de Física, Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga, volumes 1, 2 e 3. Nãorecomendo o volume único. A experiência da questão está descrita no capítulo de Hidrostática, vol. 1,e trata da Pressão Atmosférica. É a primeira experiência sugerida nesse capítulo, por sinal. Com a lata tampada, a água fria condensa o vapor interno, diminuindo a pressão dentro.Estamos acostumados e não percebemos, porém a pressão atmosférica é relativamente grande, eamassar uma lata é moleza para ela! Lata aberta Lata fechada Patm = Pinterna Patm > Pinterna OPÇÃO: C. www.fisicanovestibular.com.br
  • 9. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 9 Teorema de Stevin e aplicações12. Dois líquidos imiscíveis 1 e 2 se encontram em vasos comunicantes conforme a figura abaixo. a) Qual dos líquidos, 1 ou 2, é mais denso? JUSTIFIQUE. b) A pressão em um ponto no interior do líquido 1, no nível do ponto A, é maior, menor ou igual à pressão em um ponto no interior do líquido 2, ao nível do ponto B? CORREÇÃO a) O líquido 1, pois a coluna do lado esquerdo é mais baixa e equilibra ainda assim a outra. b) As pressões são iguais.13. Duas piscinas diferentes são ilustradas abaixo. As duas estão cheias. Em cada piscina, destacou-se pontos da mesma profundidade, P A e P B. h PA PBDe acordo com o teorema de Stevin, nesta situação podemos afirmar corretamente que: A) a pressão em A é maior porque a piscina tem um volume maior. B) a pressão em B é maior porque a piscina tem um formato retangular. C) as pressões nos dois pontos são iguais pois os pontos estão à mesma profundidade. D) a pressão em cada ponto dependerá do formato geométrico das piscinas. www.fisicanovestibular.com.br
  • 10. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 10 CORREÇÃO Segundo Stevin, neste caso, a pressão só depende da profundidade, que é igual para os dois pontos. GABARITO: C14. Um vaso comunicante contém dois líquidos imiscíveis, L1 e L2 , conforme ilustrado abaixo. L1 L2 Sendo d a densidade dos líquidos e observando a posição das colunas, podemosafirmar corretamente que: A) d 1 = d 2 e a pressão no fundo do recipiente é igual em todos os pontos à mesma profundidade . B) d 1 ≠ d 2 e a pressão no fundo do recipiente é igual em todos os pontos à mesma profundidade . C) d 1 = d 2 e a pressão no fundo do recipiente não é igual em todos os pontos à mesma profundidade . D) d 1 ≠ d 2 e a pressão no fundo do recipiente não é igual em todos os pontos à mesma profundidade . CORREÇÃO Como a altura do desnível é diferente para os líquidos, é claro que eles têm densidades diferentes! Porém, no fundo da vasilha, dentro do mesmo líquido e à mesma profundidade, as pressões são iguais, pelo Teorema de Stevin! GABARITO: B15. Algumas pessoas têm os ouvidos muito sensíveis, que chegam a doer quando mergulham numa simples piscina. Levando em conta o Teorema de Stevin, responda: a) Faz diferença mergulhar em uma piscina redonda ou outra retangular, ambas de mesma profundidade? (máximo 2 linhas!) b) Por que os ouvidos de algumas pessoas doem? (máximo 2 linhas!) www.fisicanovestibular.com.br
  • 11. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 11 CORREÇÃO a) O Teorema de Stevin é P = P atm + dhg e, de acordo com ele, não faz diferença a forma da piscina. b) Pelo teorema, se a profundidade aumenta, a pressão aumenta e os ouvidos de alguns não suportam e doem.16. (UFMG/2007) Um reservatório de água é constituído de duas partes cilíndricas, interligadas, como mostrado nesta figura: A área da seção reta do cilindro inferior é maior que a do cilindro superior. Inicialmente, esse reservatório está vazio. Em certo instante, começa-se a enchê-lo com água, mantendo-se uma vazão constante. Assinale a alternativa cujo gráfico melhor representa a pressão, no fundo do reservatório, em função do tempo, desde o instante em que se começa a enchê-lo até o instante em que ele começa a transbordar. CORREÇÃO Questão de Hidrostática, juntando o Teorema de Stevin e bom senso. A pressão no fundo do recipiente é dada por: www.fisicanovestibular.com.br
  • 12. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 12 P = PO + d .h.g Nonde P é pressão (Pa), PO a pressão atmosférica local, d é densidade ( ), h a altura(m) e g a m2 maceleração da gravidade( ). A pressão no fundo depende, então, basicamente da profundidade. s2À medida que o recipiente enche de água, a profundidade e a pressão aumentam, sem parar. Joga-sefora a letra D (P constante). Agora, entra a parte do bom senso: como a torneira tem vazão constante, quando a águachega à parte de cima, mais fina, o recipiente passa a encher mais rápido e, logo, a pressão passaa aumentar mais rapidamente! OPÇÃO: C.17. (UFMG/95) 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: CORREÇÃOA HIDROSTÁTICA, Vasos Comunicantes. Experiência boa de se fazer em sala. Veja:Da linha tracejada para baixo, é água. Da mesma altura para baixo, Stevin garante quea pressão deve ser igual: mesmo líquido, mesma altura. A água, embaixo, funcionacomo uma balança de pratos: ela equilibra a altura verde e a azul. Podemos pensarassim: pouco chumbo equilibra muito algodão, porqueas densidades são diferentes. OPÇÃO: A. www.fisicanovestibular.com.br
  • 13. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 1318. No diagrama mostrado a seguir, x e y representam dois líquidos não miscíveis e homogêneos, contidos num sistema de vasos comunicantes em equilíbrio hidrostático.Assinale o valor que mais aproxima-se da razão entre as densidades do líquido y em relação ao líquido x.a) 0,80b) 0,90c) 1,25d) 2,5 CORREÇÃOConsidere dois pontos a partir da diferença entre os dois líquidos. Eles devem estarna mesma pressão, pois ainda estão no mesmo líquido, na mesma altura.Pelo teorema de Stevin:P = Patm + dhg ⇒ Patm y + d y hy g = Patm x + d x hx g ⇒ 8 cm 4 dy hx 8 = = = 0,8 dx hy 10 5 OPÇÃO: A. www.fisicanovestibular.com.br
  • 14. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 14 Princípio de Pascal19. (UFF – 2001 - modificada) Uma prensa hidráulica, sendo utilizada como elevador de um carro de peso P, encontra-se em equilíbrio, conforme a figura. As secções retas dos pistões são indicadas por S1 e S2, tendo-se S2 = 4S1. a) Caso se queira erguer mais o carro, pressionando-se a prensa através da força F 1 , e o êmbolo faça com que o nível do líquido do lado 1 dessa 10 cm, o carro irá se erguer mais, menos ou os mesmos 10 cm? JUSTIFIQUE. b) Se o peso do carro é igual a 1.200 Kgf, calcule o valor da força F 1. CORREÇÃO a) Como o lado 2 é mais grosso, o volume de líquido se espalha mais e o carro sobe menos de10 cm. b) F1 = F2 / 4 = 1200 / 4 = 300Kgf.20. (UFSJ – 2ª – 2006) Na figura abaixo está representado um corte esquemático de um elevador hidráulico, muito usado em postos de gasolina e oficinas mecânicas para lavagem e manutenção de veículos. Basicamente constitui-se de dois cilindros, com áreas transversais de valores diferentes, vedados por pistões móveis, cujos cilindros são conectados por uma tubulação, e todo o sistema é preenchido por um fluido. O pistão da direita sustenta uma plataforma de suspensão dos veículos, cuja massa, juntamente com a do veículo, é M. Sabe-se ainda que o pistão da esquerda tem área a, o da direita tem área A e a aceleração local da gravidade é g, sendo A>a.Com base nas informações acima, é CORRETOafirmar que o valor da for a f que deve seraplicada no pistão da esquerda para manter aplataforma na posição indicada é igual aA) Mg / aA.B) MgA / a.C) Ma / Ag.D) Mga / A . www.fisicanovestibular.com.br
  • 15. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 15 CORREÇÃO Tradicional Princípio de Pascal: F =F 1 2 . Não sei o que houve, mas também há algum A A1 2tempo não vejo questão deste tipo, mesmo sendo bem tradicional. Para igualar a PRESSÃO dos dois Força Flados, como pressão é dada por P= = , a razão entre Força e Área deve ser igual dos Área Adois lados. Por fim, a força do lado direito é o peso da massa M, P=Mg. F =F 1 2 ⇒ f Mg = ⇒ f = Mga Tranqüilo... A A1 2 a A A OPÇÃO: D.21. (UFMG/2007)Quando se pisa no pedal defreio a fim de se fazer parar umautomóvel, vários dispositivosentram em ação e fazem comque uma pastilha sejapressionada contra um discometálico preso à roda. O atritoentre essa pastilha e o disco fazcom que a roda, depois de certotempo, pare de girar.Na figura ao lado, estárepresentado, esquemati-camente, um sistemasimplificado de freio de umautomóvel.Nesse sistema, o pedal de freioé fixado a uma alavanca, que, por sua vez, atua sobre o pistão de um cilindro, C1. Esse cilindro, cheiode óleo, está conectado a outro cilindro, C2, por meio de um tubo. A pastilha de freio mantém-se fixaao pistão deste último cilindro.Ao se pisar no pedal de freio, o pistão comprime o óleo existente em C1, o que faz com que o pistãode C2 se mova e pressione a pastilha contra o disco de freio.Considere que o raio do cilindro C2 é três vezes maior que o do C1 e que a distância d do pedal defreio ao pivô da alavanca corresponde a quatro vezes a distância do pistão C1 ao mesmo pivô.Com base nessas informações,2. DETERMINE a razão entre a força exercida sobre o pedal de freio e a força com que a pastilhacomprime o disco de freio. CORREÇÃO Eis uma questão interessante, comentada em sala de aula com freqüência, sobre o sistema defreios de um carro, devidamente ilustrado e explicado! São dois sistemas capazes de multiplicar aforça feita pelo pé no freio. Primeiro, temos o Princípio de Pascal: o aumento de pressão em um ponto de um fluito (oóleo de freio) é transmitido aos outros pontos do fluido. Chegamos a uma equação simples: www.fisicanovestibular.com.br
  • 16. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 16 F1 Área1 = ou seja, a força é proporcional à área! Como a área do cilindro = π R2, um F2 Área2cilindro tendo o triplo do raio do outro, o sistema multiplica a força por 32 = 9! O segundo sistema é uma alavanca: já dizia o bom e velho Arquimedes que iria mover omundo! Temos, para o equilíbrio: F1d1 = F2d2 . A força para o equilíbrio é inversamenteproporcional à distância ao apoio! Como o pé força 4 vezes mais distante do apoio, a força nopistão é 4 vezes maior! Um sistema multiplica por 9 e o outro por 4, então a força na pastilha é 9 x 4 = 36 vezesmaior que no pé! Ou, como a questão pediu a razão entre as forças: Fpedal 1 = Fpastilha 36 www.fisicanovestibular.com.br
  • 17. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 17 Princípio de Arquimedes: Empuxo22. Um corpo de massa m foi completamente submerso e acaba de ser solto, em repouso, no meio de uma piscina cheia d’água, conforme a figura abaixo. m Considerando esta situação, é correto afirmar que: a) as duas únicas forças que atuam sobre o corpo são o Peso, provocado pela atração da Terra, e o Empuxo, causado pela ação da água. b) se a densidade do corpo for menor que a da água, ele subirá até a superfície e irá flutuar com 100% do seu volume emerso (fora d’água). c) se a densidade do corpo for maior que a da água, ele irá afundar até que a pressão o impeça de descer mais sob a água. d) se a densidade do corpo for igual à da água, ele retorna à superfície e flutua com sua borda superior na mesma linha da água. CORREÇÃO São duas as forças sobre o corpo: Peso e Empuxo, e só! GABARITO: A23. (PUC-2005)Um objeto sólido e maciço é mergulhado na água. Assinale a afirmativa CORRETA.a) Se sua densidade for maior que a da água, ele afundará.b) Se sua densidade for maior que a da água, ele flutuará.c) Se ele for totalmente imerso na água, o empuxo sobre ele dependerá de sua forma.d) Se sua densidade for menor que a da água, ele afundará. CORREÇÃO O mais denso afunda. GABARITO: A www.fisicanovestibular.com.br
  • 18. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 1824. (UFOP - modificada) Um mesmo bloco é colocado em recipientes com dois líquidos diferentes como na figura abaixo. 1 2 a) Qual dos dois líquidos, 1 ou 2, é mais denso? JUSTIFIQUE. b) O empuxo que atua sobre o bloco no líquido 1 é maior, menor ou igual ao que atua no bloco no líquido 2? CORREÇÃO a) O líquido 1 é mais denso, tanto que o bloco afunda menos, precisando deslocar menos líquidopara equilibrar o seu peso. b) O empuxo é igual nos dois líquidos, afinal equilibra o mesmo peso, do mesmo bloco.25. (UFMG-2000) A figura I mostra uma vasilha, cheia de água até a borda, sobre uma balança. Nessa situação, a balança registra um peso P1. Um objeto de peso P2 é colocado nessa vasilha e flutua, ficando parcialmente submerso, como mostra a figura II. Um volume de água igual ao volume da parte submersa do objeto cai para fora da vasilha. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que, na figura II, a leitura da balança é a) igual a P1 . b) igual a P1 + P2 . c) maior que P1 e menor que P1 + P2 . d) menor que P1 . CORREÇÃO O Empuxo é igual ao peso do líquido deslocado. Assim, o bloco entra, desloca uma água cujo peso é igual ao seu peso, flutua sob ação do empuxo e fica tudo zero a zero! OPÇÃO: A www.fisicanovestibular.com.br
  • 19. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 1926. (UFMG) A figura mostra um copo com água no qual foram colocadas uma rolha de cortiça e uma moeda. Sejam PR e PM os módulos dos pesos e ER e EM os módulos dos empuxos que atuam na rolha e na moeda, respectivamente. Nessas condições, pode-se afirmar que a) ER = PR e EM = PM. b) ER = PR e EM < PM. c) ER > PR e EM = PM. d) ER > PR e EM < PM. CORREÇÃO A rolha flutua, logo o empuxo iguala seu peso. Já a moeda afunda, logo seu peso é maior que o empuxo. OPÇÃO: B27. (FUVEST-SP) Um menino segura uma bexiga de 10g, cheia de gás, exercendo sobre o barbante uma força para baixo de intensidade 0,10 N. Nestas condições: a) a pressão no interior da bexiga é menor que a pressão atmosférica local. b) o empuxo que a bexiga sofre vale 0,10 N. c) a densidade média da bexiga é menor que a do ar que a envolve. d) a densidade média da bexiga é maior que a do ar que a envolve. www.fisicanovestibular.com.br
  • 20. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 20 CORREÇÃO Claro que a bexiga é menos densa, por isto flutua no ar. OPÇÃO: C28. (UFMG-2004) Ana lança três caixas – I, II e III –, de mesma massa, dentro de um poço com água. Elas ficam em equilíbrio nas posições indicadas nesta figura: Sejam EI, EII e EIII os módulos dos empuxos sobre, respectivamente, as caixas I, II e III. Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que A) EI > EII > EIII . B) EI < EII = EIII . C) EI = EII = EIII . D) EI > EII = EIII . CORREÇÃO Todas as caixas têm a mesma massa e todas estão em equilíbrio, logo o empuxo iguala o peso das 3. Pesos iguais devem ser igualados por empuxos iguais! OPÇÃO: C www.fisicanovestibular.com.br
  • 21. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 2129. (UFMG - modificada) Na figura, estão representadas duas esferas, I e II, de mesmo raio, feitas de materiais diferentes e imersas em um recipiente contendo água. As esferas são mantidas nas posições indicadas por meio de fios que estão tensionados. De acordo com a figura, responda:a) O que podemos afirmar sobre as DENSIDADES das esferas I e II, quando comparadas com ada água? JUSTIFIQUE.b) O valor do EMPUXO que atua sobre a esfera I é maior, igual ou menor que o que atua naesfera II? JUSTIFIQUE. CORREÇÃO a) Como a esfera I quer afundar, ela é mais densa que a água e como a II quer flutuar, ela é menos densa que a água. b) Já que os raios das esferas são iguais, seus volumes também são e a quantidade de líquido deslocado por elas, cujo peso dá o empuxo, é igual.30. João construiu um barquinho com uma folha de papel de massa igual a 15 gramas. Sua mãe estava distraída e ele fez uma travessura: colocou o barquinho para boiar no seu prato de sopa! A densidade da sopa é igual a 1,01 g/cm3. O volume imerso do barquinho é de 14,85 cm3. CALCULE o empuxo que atuou sobre o barquinho. a) 15 gramas-força. b) 14,85 Newtons. c) 15 Newtons. d) 14,85 gramas-força. CORREÇÃO O empuxo EQUILIBRA O PESO de tudo o que bóia em equilíbrio! GABARITO: A www.fisicanovestibular.com.br
  • 22. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 2231. Um navio flutua em equilíbrio conforme o esquema abaixo. Represente a(s) FORÇA(S) que atua(m) sobre o navio e diga o NOME dessa(s) força(s). CORREÇÃO EMPUXO PESO32. (UFVJM/2007) Uma placa metálica afunda ao ser colocada na água. Se dobrarmos as bordas dessa placa, construindo uma caixa, de tal forma que a água não entre, e colocando-a novamente na água, ela irá flutuar. Com base nessas informações, a explicação CORRETA para essa situação é que A) o empuxo que a água exerce é maior na chapa. B) a caixa ficou mais leve que a chapa. C) ao dobrar a chapa, a massa específica do metal diminui. D) a placa metálica é mais densa e a caixa é menos densa que a água. CORREÇÃO Muito, muito básica! Hidrostática básica: se afunda, é porque é mais denso e se flutua émenos denso! Pronto. Não vou nem me desdobrar em explicações. OPÇÃO: D. www.fisicanovestibular.com.br
  • 23. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 23 33. (UFVJM/2007) Um pedaço de parafina flutua na água e afunda no álcool. Sendo dρ a densidade da parafina, dal a densidade do álcool e da a densidade da água, é CORRETO afirmar queA) dρ < dal e dρ > daB) dρ > dal e dρ < daC) da > dal > dρD) dρ > dal > da CORREÇÃO Questão bastante simples sobre Hidrostática. Quem afunda é porque é mais denso! Se bóia, émenos denso. Só isto! Fácil até demais... A parafina flutua na água (dado) ⇒ dρ < da. A parafina afunda no álcool ⇒ dρ > dal. Pronto... OPÇÃO: B. 34. (UFMG/2009) Um estudante enche dois balões idênticos – K e L – , usando, respectivamente, gás hélio (He) e gás hidrogênio (H2). Em seguida, com um barbante, ele prende cada um desses balões a um dinamômetro, como mostrado nesta figura:Os dois balões têm o mesmo volume e ambos estão à mesma temperatura. Sabe-se que, nessas condições, o gás hélio émais denso que o gás hidrogênio. Sejam EK e EL os módulos do empuxo da atmosfera sobre, respectivamente, os balões Ke L. Pela leitura dos dinamômetros, o estudante verifica, então, que os módulos datensão nos fios dos balões K e L são, respectivamente, TK e TL. Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmarqueA) TK > TL e EK = EL.B) TK < TL e EK = EL.C) TK < TL e EK ≠ EL.D) TK > TL e EK ≠ EL. www.fisicanovestibular.com.br
  • 24. © QUESTÕES CORRIGIDAS – PROFESSOR Rodrigo Penna 24 CORREÇÃO Questão de HIDROSTÁTICA, cobrando tanto o conceito de Empuxo quanto de Densidade. Primeiramente, vamos discutir a mais simples questão do Peso dos balões. Para radicalizar adiferença de densidade, suponha um cheio de areia e o outro de ar, representando, respectivamente,o hélio, mais denso, e o hidrogênio, menos denso. Ficasimples! Hélio Hidrogênio É fácil perceber que o peso do balão de hélio émaior que do de hidrogênio. Pela diferença na densidadee com volumes iguais! Peso Quanto ao empuxo, adoro a frase atribuída a Arquimedes: “o empuxo vale o peso dolíquido ( fluido ) deslocado”. Ora, os balões têm o mesmíssimo volume! Digamos, 2 litros.Logo, eles ocupam o espaço, deslocam, dois litros, o mesmo volume de ar! Então, o empuxo sobreos dois é igual, e maior que o peso, tanto que balões destes gases flutuam no ar! Desenhando asforças agora no Equilíbrio: FResultante = 0, 1a Lei de Newton. Vemos que, com empuxos iguais epesos diferentes, a Tração na corda que EHe = EHsegura o balão de hélio deve ser menor queno de hidrogênio, visto que em ambos aResultante das forças deve dar zero. E o dinamômetro mede a força nacorda, ou seja, a Tração! PHe PH THe TH OPÇÃO: B. www.fisicanovestibular.com.br