Questõessobre Hidrostática
Considere duas esferas sólidas de mesmo tamanho, uma de ferro e outra de chumbo,
cujas massas específicas são iguais, respectivamente, a 7,8g/cm3
e 11.3g/cm3
,
suspensas, cada uma, por fios e submersas em equilíbrio num tanque de água.
Com base nessas informações, analise as afirmativas e marque com V as verdadeiras
e com F, as falsas.
( ) A força de empuxo em cada uma das esferas é a mesma.
( ) A força de empuxo na esfera de ferro é igual ao seu peso.
( ) O peso da esfera de ferro é maior que o peso da esfera de chumbo.
( ) A tração no fio suportando a esfera de chumbo é maior que a no fio suportando a
esfera de ferro.
A alternativa que contém a sequência correta, de cima para baixo, é a
Um pequeno balão esférico flexível, que pode aumentar ou diminuir de tamanho, contém 1,0 litro de ar e
está, inicialmente, submerso no oceano a uma profundidade de 10,0 m. Ele é lentamente levado para a
superfície, a temperatura constante. O volume do balão (em litros), quando este atinge a superfície, é
Dados: patm =1,0 x 105
Pa ; págua = 1,0 x 103
kg/m3 g = 10 m/s2
Esta figura mostra três esferas com mesmo volume, mas com massas diferentes.
• A esfera I flutua com metade do volume submerso.
• A esfera II flutua com todo o volume submerso.
•A esfera III está apoiada no fundo do recipiente.
Observando o Princípio de Arquimedes, ASSINALE a alternativa que contém a informação correta sobre a densidade e o empuxo sofrido pelas esferas.
Esta figura mostra três esferas com mesmo volume, mas com massas diferentes.
• A esfera I flutua com metade do volume submerso.
• A esfera II flutua com todo o volume submerso.
•A esfera III está apoiada no fundo do recipiente.
Observando o Princípio de Arquimedes, ASSINALE a alternativa que contém a informação correta sobre a densidade e o empuxo sofrido pelas esferas.
Isaac Newton (1643 – 1727) escreveu o Principia que apresenta as leis gerais da Mecânica e suas aplicações
a colisões, pêndulo, projéteis, hidrostática, propagação de ondas e, entre outras, ao movimento dos
corpos celestes.
Das situações a seguir descritas, assinale aquela que está de acordo com as leis da Mecânica Newtoniana.
• Uma pessoa de massa M pratica mergulho nas
águas tranquilas do mar, com seu corpo totalmente submerso e em repouso, porém próximo à superfície. Depois de um certo tempo ela retorna
ao barco, quando seu corpo, já totalmente fora da
água, fica submetido a um empuxo de aproximadamente 1,2N. Determine, em unidades do SI, a
massa aproximada dessa pessoa.
Quando necessário, adote:
• módulo da aceleração da gravidade: 10 m.s-2
• calor latente de vaporização da água: 540 cal.g-1
• calor específico da água: 1,0 cal.g-1. °C-1
• densidade da água: 1 g.cm-3
• constante universal dos gases ideais: R = 8,0 J.mol-1.K-1
• massa específica do ar: 1,225.10-3 g.cm-3
• massa específica da água do mar: 1,025 g.cm-3
• 1cal = 4,0 J
Dentre as afirmações abaixo, assinale a correta:
Quando necessário, adote:
• módulo da aceleração da gravidade: 10 m.s-2
• calor latente de vaporização da água: 540 cal.g-1
• calor específico da água: 1,0 cal.g-1. °C-1
• densidade da água: 1 g.cm-3
• constante universal dos gases ideais: R = 8,0 J.mol-1.K-1
• massa específica do ar: 1,225.10-3 g.cm-3
• massa específica da água do mar: 1,025 g.cm-3
• 1cal = 4,0 J
Algumas cafeteiras comerciais possuem um
tubo de vidro transparente interligadas para a
verificação da quantidade de café no reservatório (ambos abertos na parte de cima), como
mostra a figura.
Admita que a área da seção reta
horizontal do reservatório seja 20
vezes maior do que a do tubo de
vidro. Quando a altura alcançada
pelo café no tubo é h, a alternativa
correta que indica a altura do café
no interior do reservatório correponde a:
Algumas cafeteiras comerciais possuem um tubo de vidro transparente interligadas para a verificação da quantidade de café no reservatório (ambos abertos na parte de cima), como mostra a figura.
Admita que a área da seção reta horizontal do reservatório seja 20 vezes maior do que a do tubo de vidro. Quando a altura alcançada pelo café no tubo é h, a alternativa correta que indica a altura do café no interior do reservatório correponde a:
Um pai comprou um submarino de brinquedo para seu filho. Em casa, o brinquedo
funcionava como deveria: mergulhado em água de torneira, o submarino ficava totalmente
dentro da água, sem subir, descer ou tocar o fundo. No final de semana, o brinquedo foi
levado para a água salgada, que é mais densa. Nesse caso, o menino afirmou que estava
quebrado, pois o submarino só boiava. Quando o menino afundava o brinquedo e o soltava,
ele voltava a subir. Sabe-se que dentro da água atuam sobre o submarino duas forças:
o peso e a força de empuxo
Quando o submarino é submerso, o valor da força de empuxo, comparado ao valor da força
peso, é
A densidade de um sólido incompressível é
Considere um tanque cilíndrico vertical. A
tampa plana inferior desse recipiente é substituída
por uma calota esférica de mesmo raio interno que o
cilindro. Suponha que o tanque esteja
completamente cheio de água. Nessas
circunstâncias, é correto afirmar que a pressão
hidrostática produz forças na superfície interna da
calota sempre
Uma mangueira fornece água a uma vazão de 400 cm3
por segundo.
Em quanto tempo, com essa mangueira, é possível
encher uma pequena piscina de capacidade 1800 L?
Um tubo em U, composto por dois tubos grandes (tubo
A com seção reta de 5,00 cm2
e tubo B com seção reta
de 2,50 cm2
), ligados por um pequeno tubo horizontal,
contém uma certa quantidade de água. Coloca-se então
um volume V = 25,0 cm3
de óleo, que não se mistura com
a água, no tubo A. Ao atingir o equilíbrio, o sistema fica
como mostrado na figura, tal que a superfície livre do tubo
A fica a uma altura H acima da superfície livre do tubo B.
Calcule H, em cm.
Ao imergir completamente um corpo em um fluido, o
corpo ficará sujeito a uma força que, na escala microscópica, tem origem eletromagnética e é conhecida
como empuxo hidrostático. Essa interação entre o
corpo e o fluido também pode ser descrita macroscopicamente como o resultado da pressão exercida
pelo fluido sobre toda a superfície imersa do corpo.
Considere, então, que três corpos maciços – uma
esfera, um cone e um cilindro –, todos medindo o
mesmo volume, estejam mergulhados completamente em um líquido num mesmo recipiente, sem tocar
o fundo. Nessa situação, é correto afirmar que todos
os corpos apresentam, necessariamente,
Ao imergir completamente um corpo em um fluido, o corpo ficará sujeito a uma força que, na escala microscópica, tem origem eletromagnética e é conhecida como empuxo hidrostático. Essa interação entre o corpo e o fluido também pode ser descrita macroscopicamente como o resultado da pressão exercida pelo fluido sobre toda a superfície imersa do corpo.
Considere, então, que três corpos maciços – uma esfera, um cone e um cilindro –, todos medindo o mesmo volume, estejam mergulhados completamente em um líquido num mesmo recipiente, sem tocar o fundo. Nessa situação, é correto afirmar que todos os corpos apresentam, necessariamente,
A figura abaixo representa dois vasilhames cilíndricos
abertos na parte superior, o maior com raio da base R
e o menor com raio da base r e altura 7/3
r. O cilindro
maior possui um tubo de escoamento acoplado e está
cheio de líquido exatamente até o orifício do tubo de
escoamento sem que se perca nada. O cilindro menor
possui em seu interior um cone sólido cuja altura é
a medida do diâmetro de sua base, encaixando-se
perfeitamente à base do cilindro.
Em um experimento, ao imergirmos completamente
uma esfera de raio r dentro do cilindro com líquido,
certa quantidade de líquido escoará para o vasilhame
menor pelo tubo.
Sobre o resultado do experimento, é possível afirmar que
A figura abaixo representa dois vasilhames cilíndricos abertos na parte superior, o maior com raio da base R e o menor com raio da base r e altura 7/3 r. O cilindro maior possui um tubo de escoamento acoplado e está cheio de líquido exatamente até o orifício do tubo de escoamento sem que se perca nada. O cilindro menor possui em seu interior um cone sólido cuja altura é a medida do diâmetro de sua base, encaixando-se perfeitamente à base do cilindro.
Em um experimento, ao imergirmos completamente uma esfera de raio r dentro do cilindro com líquido, certa quantidade de líquido escoará para o vasilhame menor pelo tubo.
Sobre o resultado do experimento, é possível afirmar que
Uma criança está brincando, de manhã, na piscina do condomínio em que reside durante as férias de verão e
observa que uma bola flutua na água da piscina. À tarde, a criança vai à praia e coloca o mesmo brinquedo na
água do mar. Sabe-se que a densidade da água da piscina é menor do que a da água do mar.
Considerando que o brinquedo boiava em equilíbrio mecânico na água da piscina, ao ser colocado na água do
mar, após atingir o equilíbrio mecânico, o brinquedo _________, e o empuxo que atua sobre ele será _________
exercido quando estava em equilíbrio na água da piscina.
Uma criança está brincando, de manhã, na piscina do condomínio em que reside durante as férias de verão e observa que uma bola flutua na água da piscina. À tarde, a criança vai à praia e coloca o mesmo brinquedo na água do mar. Sabe-se que a densidade da água da piscina é menor do que a da água do mar.
Considerando que o brinquedo boiava em equilíbrio mecânico na água da piscina, ao ser colocado na água do mar, após atingir o equilíbrio mecânico, o brinquedo _________, e o empuxo que atua sobre ele será _________ exercido quando estava em equilíbrio na água da piscina.
Uma pessoa em pé dentro de uma piscina se sente “mais leve” devido à redução de seu peso
aparente dentro da água. Uma modalidade esportiva que se beneficia deste efeito é a hidroginástica. A força
normal que o piso da piscina exerce sobre os pés de uma pessoa é reduzida produzindo baixo impacto durante o exercício. Considere uma pessoa em pé dentro de uma piscina rasa com 24% do volume de seu corpo
sob a água. Se a densidade relativa da pessoa for 0,96, qual a redução percentual da força normal que o piso
horizontal exerce sobre a pessoa dentro da água em relação ao piso fora da água?
Um pequeno copo é virado na superfície de um lago,
onde o volume V de ar contido no copo está na pressão
atmosférica. O copo é baixado até a profundidade H,
onde o volume de ar dentro do copo se torna V/2, como
mostrado na figura.
Este processo é lento, e a temperatura do copo e da água
pode ser considerada como constante.
Considerando o ar um gás ideal, calcule a profundidade H, em m.
Um bloco de gelo tem uma esfera de metal incrustada em seu interior. A massa de gelo do bloco é 1,90 kg, e a
massa de metal é 80 g. O bloco de gelo + metal é então jogado em um lago, onde o gelo ao redor do metal
começa a derreter. Calcule o volume, em litros, do gelo remanescente em contato com o metal no instante em que
o bloco submerge completamente.
Dados:
dMETAL = 8,0 g/cm3
dGELO = 0,95 g/cm3
dÁGUA = 1,0 g/cm3
g = 10 m/s2
Um bloco de gelo tem uma esfera de metal incrustada em seu interior. A massa de gelo do bloco é 1,90 kg, e a massa de metal é 80 g. O bloco de gelo + metal é então jogado em um lago, onde o gelo ao redor do metal começa a derreter. Calcule o volume, em litros, do gelo remanescente em contato com o metal no instante em que o bloco submerge completamente.
Dados:
dMETAL = 8,0 g/cm3
dGELO = 0,95 g/cm3
dÁGUA = 1,0 g/cm3
g = 10 m/s2
Três frascos contêm volumes de três líquidos distintos. As
suas massas são m1
= 300 g, m2
= 200 g e m3
= 100 g. Os volumes de líquido contidos em cada frasco são V1
= 280 mL,
V2
= 240 mL e V3
= 80 mL.
Ordene as densidades dos fluidos em ordem decrescente.
Três frascos contêm volumes de três líquidos distintos. As suas massas são m1 = 300 g, m2 = 200 g e m3 = 100 g. Os volumes de líquido contidos em cada frasco são V1 = 280 mL, V2 = 240 mL e V3 = 80 mL.
Ordene as densidades dos fluidos em ordem decrescente.