Questõessobre Estática e Hidrostática
Para simular o sistema respiratório humano, um aparato com
duas bexigas representando os pulmões, uma membrana
elástica representando o músculo diafragma e um tubo flexível em forma de “Y”, representando a traqueia e os brônquios,
foi montado dentro de um recipiente plástico que representava a caixa torácica. Na figura 1, as bexigas estão vazias.
Deslocando-se a membrana elástica para baixo, as bexigas
se enchem, conforme a figura 2.
Em uma analogia entre esse aparato e o sistema respiratório
humano, o deslocamento da membrana elástica para baixo
corresponde
Quando a velocidade de um avião aumenta, o deslocamento
das moléculas da atmosfera provoca um aumento da chamada pressão dinâmica (Pd
) sobre o avião. Se a altitude de voo
é mantida constante, a pressão dinâmica, dada em Pa, pode
ser calculada por Pd
= k · v2
, sendo v o módulo da velocidade
do avião em relação ao ar, em m/s, e k uma constante positiva, que depende da altitude.
O gráfico que representa a relação correta entre Pd
e v é:
Quando a velocidade de um avião aumenta, o deslocamento das moléculas da atmosfera provoca um aumento da chamada pressão dinâmica (Pd ) sobre o avião. Se a altitude de voo é mantida constante, a pressão dinâmica, dada em Pa, pode ser calculada por Pd = k · v2 , sendo v o módulo da velocidade do avião em relação ao ar, em m/s, e k uma constante positiva, que depende da altitude.
O gráfico que representa a relação correta entre Pd e v é:
As moedas despertam o interesse de colecionadores,
numismatas e investidores há bastante tempo. Uma
moeda de 100% cobre, circulante no período do Brasil
Colônia, pode ser bastante valiosa. O elevado valor gera
a necessidade de realização de testes que validem a
procedência da moeda, bem como a veracidade de sua
composição. Sabendo que a densidade do cobre metálico
é próxima de 9 g cm-3, um investidor negocia a aquisição de um lote de quatro moedas A, B, C e D fabricadas
supostamente de 100% cobre e massas 26 g, 27 g, 10 g
e 36 g, respectivamente. Com o objetivo de testar a
densidade das moedas, foi realizado um procedimento
em que elas foram sequencialmente inseridas em uma
proveta contendo 5 mL de água, conforme esquematizado.
Com base nos dados obtidos, o investidor adquiriu as moedas
Um mergulhador fica preso ao explorar uma caverna
no oceano. Dentro da caverna formou-se um bolsão de
ar, como mostrado na figura, onde o mergulhador se
abrigou.
Durante o resgate, para evitar danos a seu
organismo, foi necessário que o mergulhador passasse
por um processo de descompressão antes de retornar
à superfície para que seu corpo ficasse novamente sob
pressão atmosférica. O gráfico mostra a relação entre
os tempos de descompressão recomendados para
indivíduos nessa situação e a variação de pressão.
Considere que a aceleração da gravidade seja
igual a 10 m s-2 e que a densidade da água seja de
p = 1 000 kg m-3.
Em minutos, qual é o tempo de descompressão a que o
mergulhador deverá ser submetido?
A Torre Eiffel, com seus 324 metros de altura, feita
com treliças de ferro, pesava 7 300 toneladas quando
terminou de ser construída em 1889. Um arquiteto
resolve construir um protótipo dessa torre em escala
1:100, usando os mesmos materiais (cada dimensão
linear em escala de 1:100 do monumento real).
Considere que a torre real tenha uma massa Mtorre
e exerça na fundação sobre a qual foi erguida uma
pressão Ptorre. O modelo construído pelo arquiteto terá
uma massa Mmodelo e exercerá uma pressão Pmodelo.
Como a pressão exercida pela torre se compara com a
pressão exercida pelo protótipo? Ou seja, qual é a razão
entre as pressões (Ptorre)/(Pmodelo) ?
A figura a seguir destaca os “Tubos de Pitot” de uma
aeronave do Museu do Voo em Seattle. Presentes nas
aeronaves em operação na aviação civil e militar, uma
de suas principais funções é a aferição da velocidade
dos aviões.
Com base nos conceitos da mecânica de fluidos, assinale a alternativa que apresenta, corretamente, os princípios físicos utilizados para explicar o funcionamento
do Tubo de Pitot.
Atualmente um dos câmbios mais modernos utilizados na indústria automotiva é o cambio CVT (Continuosly Variable Transmission) onde a transmissão varia continuamente. O funcionamento básico consiste em duas polias cônicas ligadas por uma correia. Elas variam o seu diâmetro de acordo com a necessidade exigida pelo condutor. Se for necessária uma força maior, como por exemplo quando o veículo precisa vencer uma subida, a polia que liga o eixo de transmissão de torque às rodas fica com o diâmetro maior e a polia ligada à rotação do motor assume um diâmetro menor. O tempo TR corresponde a uma volta completa da polia maior e Tr refere-se ao tempo de uma volta completa da polia menor. Supondo-se que nesta situação a polia menor tem 2/3do diâmetro da polia maior, e que a correia que liga as duas polias não desliza, o tempo Tr necessário para que a polia menor dê uma volta completa é
O Monte Rainier é a montanha mais alta do estado
norte-americano de Washington. Faz parte da Cordilheira
das Cascatas. Sua altitude é de 4392 m, e, em dias de
tempo claro, seu pico permanentemente nevado pode ser
facilmente avistado de Seattle e outras cidades da região.
Escaladores que já atingiram o cume dessa montanha
afirmam que é impossível cozinhar ovos nessa altitude.
De acordo com o Conselho do Ovo Americano, é quase
impossível preparar ovos cozidos em altitudes superiores a
10.000 pés, que correspondem a aproximadamente
3000 metros.
Fonte modificada: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Tal informação de montanhistas e membros do Conselho
do Ovo Americano se deve ao fato de que
O Monte Rainier é a montanha mais alta do estado norte-americano de Washington. Faz parte da Cordilheira das Cascatas. Sua altitude é de 4392 m, e, em dias de tempo claro, seu pico permanentemente nevado pode ser facilmente avistado de Seattle e outras cidades da região. Escaladores que já atingiram o cume dessa montanha afirmam que é impossível cozinhar ovos nessa altitude. De acordo com o Conselho do Ovo Americano, é quase impossível preparar ovos cozidos em altitudes superiores a 10.000 pés, que correspondem a aproximadamente 3000 metros.
Fonte modificada: Wikipédia, a enciclopédia livre.
Tal informação de montanhistas e membros do Conselho
do Ovo Americano se deve ao fato de que
Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um
conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a
geração de energia elétrica, através de aproveitamento do
potencial hidráulico existente em um rio.
Fonte: http://www.furnas.com.br/
Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m
em um rio, está sendo projetada com a finalidade de
produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da
queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração
g = 10 m/s2
, qual é, aproximadamente, o número de litros
de água que fluem por segundo?
(Dado: densidade da água d = 103
kg ˑ m–3)
Uma usina hidrelétrica pode ser definida como um conjunto de obras e equipamentos cuja finalidade é a geração de energia elétrica, através de aproveitamento do potencial hidráulico existente em um rio.
Fonte: http://www.furnas.com.br/
Uma usina, que se utiliza de uma queda d’água de 80 m em um rio, está sendo projetada com a finalidade de produção de energia elétrica. Sabendo que a potência da queda d’água vale 200 MW e considerando a aceleração g = 10 m/s2 , qual é, aproximadamente, o número de litros de água que fluem por segundo?
(Dado: densidade da água d = 103 kg ˑ m–3)
Os exercícios feitos nas aulas de hidroginástica podem ajudar as pessoas com problemas
como artrite, pois favorecem a melhor utilização das articulações afetadas, sem oferecer risco
de agravamento dos sintomas. Pesquisas identificaram melhora nos casos de pessoas com
artrite reumatoide, além de reduzir dores de osteoartrite.
Fonte: http://www.mundoboaforma.com.br/13-beneficios-da-hidroginastica-para-boa-forma-e-saude/ Acesso em: 13 de set. 2017.
Assim, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras e com F as falsas e
assinale a alternativa com a sequência correta.
( ) Na piscina da hidroginástica aparece uma força de empuxo da água sobre a pessoa para cima diminuindo o efeito
do peso.
( ) O valor da força peso será igual ao empuxo quando a pessoa estiver boiando em equilíbrio na piscina de hidroginástica.
( ) O empuxo recebido pela pessoa tem o mesmo valor do peso da massa de água da piscina que a pessoa desloca.
( ) O valor da força peso só será igual ao empuxo quando a pessoa estiver totalmente submersa na piscina de hidroginástica.
Os exercícios feitos nas aulas de hidroginástica podem ajudar as pessoas com problemas como artrite, pois favorecem a melhor utilização das articulações afetadas, sem oferecer risco de agravamento dos sintomas. Pesquisas identificaram melhora nos casos de pessoas com artrite reumatoide, além de reduzir dores de osteoartrite.
Fonte: http://www.mundoboaforma.com.br/13-beneficios-da-hidroginastica-para-boa-forma-e-saude/ Acesso em: 13 de set. 2017.
Assim, analise as proposições a seguir, marque com V as verdadeiras e com F as falsas e assinale a alternativa com a sequência correta.
( ) Na piscina da hidroginástica aparece uma força de empuxo da água sobre a pessoa para cima diminuindo o efeito do peso.
( ) O valor da força peso será igual ao empuxo quando a pessoa estiver boiando em equilíbrio na piscina de hidroginástica.
( ) O empuxo recebido pela pessoa tem o mesmo valor do peso da massa de água da piscina que a pessoa desloca.
( ) O valor da força peso só será igual ao empuxo quando a pessoa estiver totalmente submersa na piscina de hidroginástica.
A pressão hidrostática na base de uma coluna
de líquido é
proporcional à razão
proporcional à razão
Recentemente os noticiários reportaram um
caso de resgate de pessoas em uma caverna
alagada. Um mergulhador submerso, durante o
trajeto até o ponto de resgate, sofre uma pressão
hidrostática devido à coluna d’água sobre ele.
Tratando-o como puntiforme, essa pressão é dada
pelo produto da
A função do ouvido humano é converter ondas mecânicas aéreas em sinais elétricos para que o processo de escuta
possa acontecer. O ouvido humano possui 3 partes: ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno. O ouvido externo é
composto pela orelha e pelo canal auditivo externo, funciona como um tubo aberto numa extremidade e fechado na outra
pelo tímpano. O ouvido médio é formado basicamente pelo tímpano e por três ossículos. O tímpano tem, aproximadamente,
0,50 cm2
de área e vibra proporcionalmente à frequência das ondas mecânicas que percorrem o canal auditivo externo. Os
três ossículos funcionam como uma alavanca e transmitem a vibração timpânica para o fluido presente no ouvido interno.
Essa transmissão se dá por meio da comunicação entre o estribo (um dos ossículos) e uma estrutura chamada de janela oval,
com 0,030 cm2
de área, que recebe dos ossículos cerca de uma vez e meia a força aplicada no tímpano.
Pelo exposto acima, pode-se concluir que a pressão na janela oval é igual a
A função do ouvido humano é converter ondas mecânicas aéreas em sinais elétricos para que o processo de escuta possa acontecer. O ouvido humano possui 3 partes: ouvido externo, ouvido médio e ouvido interno. O ouvido externo é composto pela orelha e pelo canal auditivo externo, funciona como um tubo aberto numa extremidade e fechado na outra pelo tímpano. O ouvido médio é formado basicamente pelo tímpano e por três ossículos. O tímpano tem, aproximadamente, 0,50 cm2 de área e vibra proporcionalmente à frequência das ondas mecânicas que percorrem o canal auditivo externo. Os três ossículos funcionam como uma alavanca e transmitem a vibração timpânica para o fluido presente no ouvido interno. Essa transmissão se dá por meio da comunicação entre o estribo (um dos ossículos) e uma estrutura chamada de janela oval, com 0,030 cm2 de área, que recebe dos ossículos cerca de uma vez e meia a força aplicada no tímpano.
Pelo exposto acima, pode-se concluir que a pressão na janela oval é igual a
No ar rarefeito, pensamentos confusos, falas
arrastadas e, até mesmo, alucinações fazem parte da
escalada. Evidências sugerem que altitudes acima de
4700 m, em que a pressão é menor do que 0,65 x 105
Pa,
podem causar danos irreparáveis ao cérebro. Nessas
altitudes, a quantidade de hemácias que recebem O2 pode
diminuir, o que pode justificar os danos cerebrais.
Um estudo, publicado no The American Journal of
Medicine, mostrou que exames de ressonância magnética
realizados em diversos montanhistas revelaram lesões
cerebrais, atrofias e aumento dos espaços de Robin, que
drenam o fluido cerebral (o aumento desses espaços
ocorre principalmente na velhice).
Traduzido e modificado de “Rock and Ice Magazine” e
www.marski.org.
Acesso em: em 15 de setembro de 2016.
Pelo exposto acima e sobre a variação da pressão atmosférica
com a altura, pode-se afirmar que os montanhistas
No ar rarefeito, pensamentos confusos, falas arrastadas e, até mesmo, alucinações fazem parte da escalada. Evidências sugerem que altitudes acima de 4700 m, em que a pressão é menor do que 0,65 x 105 Pa, podem causar danos irreparáveis ao cérebro. Nessas altitudes, a quantidade de hemácias que recebem O2 pode diminuir, o que pode justificar os danos cerebrais. Um estudo, publicado no The American Journal of Medicine, mostrou que exames de ressonância magnética realizados em diversos montanhistas revelaram lesões cerebrais, atrofias e aumento dos espaços de Robin, que drenam o fluido cerebral (o aumento desses espaços ocorre principalmente na velhice).
Traduzido e modificado de “Rock and Ice Magazine” e www.marski.org.
Acesso em: em 15 de setembro de 2016.
Pelo exposto acima e sobre a variação da pressão atmosférica com a altura, pode-se afirmar que os montanhistas
O gráfico abaixo revela a pressão hidrostática P versus a
profundidade H em três líquidos distintos X, Y e Z.
O mesmo bloco foi totalmente submerso a uma mesma
profundidade em cada um dos líquidos. Relacionando as
intensidades empuxos E a que o bloco ficou submetido em
cada circunstância, tem-se que
O gráfico abaixo revela a pressão hidrostática P versus a profundidade H em três líquidos distintos X, Y e Z. O mesmo bloco foi totalmente submerso a uma mesma profundidade em cada um dos líquidos. Relacionando as intensidades empuxos E a que o bloco ficou submetido em cada circunstância, tem-se que
Uma prensa hidráulica rudimentar foi construída por um agricultor para compactar fardo de algodão. Por meio de uma alavanca, o agricultor exerce uma força de intensidade igual a100,0N no êmbolo menor de área igual a 200,0cm2, e o fardo é prensado por meio de um êmbolo de área cinco vezes maior.
Nessas condições, a intensidade da força exercida sobre um fardo na sua prensagem é igual, em newtons, a
Uma prensa hidráulica rudimentar foi construída por um agricultor para compactar fardo de algodão. Por meio de uma alavanca, o agricultor exerce uma força de intensidade igual a100,0N no êmbolo menor de área igual a 200,0cm2, e o fardo é prensado por meio de um êmbolo de área cinco vezes maior.
A figura abaixo apresenta uma esfera de ferro maciça e homogênea de massa
30 kg, que está suspensa por um fio de massa desprezível. Considere que a aceleração da
gravidade é g = 10 m/s2
.
O módulo da força de tensão no fio, acompanhada de sua respectiva unidade, é
A figura abaixo apresenta uma esfera de ferro maciça e homogênea de massa 30 kg, que está suspensa por um fio de massa desprezível. Considere que a aceleração da gravidade é g = 10 m/s2 .
O módulo da força de tensão no fio, acompanhada de sua respectiva unidade, é
A figura mostra um esquema simplificado de um submarino visto em corte. Para se deslocar
verticalmente, ele faz uso de tanques de lastro, que, ao permitir a entrada e a saída de água,
altera a massa total do submarino. Por exemplo, com a entrada de água no tanque de lastro, o
submarino desce.
Disponível em: www.geocities.ws. Acesso em: 26 set. 2014 (adaptado).
Na situação descrita, ocorre um aumento de
A figura mostra um esquema simplificado de um submarino visto em corte. Para se deslocar verticalmente, ele faz uso de tanques de lastro, que, ao permitir a entrada e a saída de água, altera a massa total do submarino. Por exemplo, com a entrada de água no tanque de lastro, o submarino desce.
Disponível em: www.geocities.ws. Acesso em: 26 set. 2014 (adaptado).
Na situação descrita, ocorre um aumento de
Um casal de férias no litoral alugou um buggy para passear pelas dunas. Ao entrar na região
das dunas, após percorrer alguns metros, o buggy atolava, não permitindo executar qualquer
tipo de manobra. Um morador, ao ver o casal nessa situação, ofereceu-lhe ajuda e, com um
pequeno palito de madeira, esvaziou, significativamente os quatro pneus. Após o procedimento,
o veículo passou a não atolar tão facilmente na areia.
Foi possível deslocar-se nas dunas, após a ajuda do morador, pois o(a)
Um casal de férias no litoral alugou um buggy para passear pelas dunas. Ao entrar na região das dunas, após percorrer alguns metros, o buggy atolava, não permitindo executar qualquer tipo de manobra. Um morador, ao ver o casal nessa situação, ofereceu-lhe ajuda e, com um pequeno palito de madeira, esvaziou, significativamente os quatro pneus. Após o procedimento, o veículo passou a não atolar tão facilmente na areia.
Foi possível deslocar-se nas dunas, após a ajuda do morador, pois o(a)