Lista de exercícios - Hidrostática –...

LISTA DE EXERCÍCIOS – FÍSICA – PROF. HERBERT

DATA DA ENTREGA: DIA DA PROVA

Densidade1 . Durante uma tempestade de 20 minutos, 10 mm de chuva caíram sobre uma região cuja área total é 100 km2. Sendo que a densidade da água é de 1,0 g/cm3, qual a massa de água que caiu?

2. (Fuvest-SP) Um cubo metálico maciço de 5,0 cm de aresta possui massa igual a 1,0·103 g. a) Qual a densidade do cubo b) Qual o seu peso, em newtons?

3. (Fuvest-SP) Admitindo que a massa específica do chumbo seja 11 g/cm3, qual o valor da massa do tijolo de chumbo cujas arestas medem 22 cm, 10 cm e 5,0 cm?

4. (Fuvest-SP) Os chamados "Buracos Negros", de elevada densidade, seriam regiões do Universo capazes de absorver matéria, que passaria a ter a densidade desses Buracos. Se a Terra, com massa da ordem de 1027 g, fosse absorvida por um "Buraco Negro" de densidade 1024 g/cm3, ocuparia um volume comparável ao:a) de um nêutron. b) de uma gota d'água. c) de uma bola de futebol. d) da Lua. e) do Sol.

5. (PUC-PR) Um trabalho publicado em revista científica informou que todo o ouro extraído pelo homem, até os dias de hoje, seria suficiente para encher um cubo de aresta igual a 20 m. Sabendo que a massa específica do ouro é, aproximadamente, de 20 g/cm3, podemos concluir que a massa total de ouro extraído pelo homem, até agora, é de, aproximadamente: a) 4,0·105 kg b) 1,6·108 kg c) 8,0·103t d) 2,0·104kg e) 20 milhões de toneladas

6. (Cefet) Estima-se que uma estrela tem 2,2·109 m de diâmetro e massa específica média de 1,0·102 kg/m3. A massa da estrela, expressa em notação científica, é dada por: m = a·10n (kg) Qual os valores de a e n?

7. (UFRJ) O gráfico a seguir representa a massa M, em gramas, em função do volume V, em litros, de gasolina.

Baseado no gráfico, responda:a) Quantos gramas tem um litro de gasolina? b) O tanque de gasolina de um certo automóvel tem a forma de um paralelepípedo retângulo, cujas dimensões são: 25 cm, 40 cm, e 50 cm. Quantos quilogramas de gasolina transporta esse tanque cheio?

8. Um recipiente contém um líquido A de densidade 0,60 g/cm3 e volume V. Outro recipiente contém um líquido B de densidade 0,70 g/cm3e volume 4V. Os dois líquidos são misturados (os líquidos são miscíveis) . Qual a densidade da mistura?

9. Arquimedes e o rei de Siracusa

Hierão, rei de Siracusa mandou fazer uma coroa de ouro. Para isso, contratou um artesão, que consoante uma boa quantia de dinheiro e a entrega do ouro necessário, aceitou o trabalho.Na data prevista o artesão entregou a coroa executada na perfeição, porém, o rei estava desconfiado que o artesão pudesse ter trocado o ouro por prata, pediu a Arquimedes que investigasse o que se passava uma vez que este era muito inteligente.Um dia, enquanto tomava banho, Arquimedes observou que, à medida que seu corpo mergulhava na banheira, a água transbordava. Concluiu, então, como poderia resolver o problema da coroa e de tão contente que estava saiu da banheira e foi para a rua gritando: "EURECA, EURECA!", que em grego quer dizer descobri, achei, encontrei.Assim, pegou um vasilhame com água e mergulhou um pedaço de ouro, do mesmo peso da coroa, registou quanto a água tinha subido. Fez o mesmo com um pedaço de prata e também registou. Pode comprovar que o ouro não fez a água subir tanto como a prata.Por fim inseriu a coroa que por sua vez elevou o nível da água acima do que havia observado no ouro e abaixo da prata, constatando então que a coroa havia sido feito com uma mistura de ouro e prata. Pode-se assim desvendar o mistério da coroa e desmascarar o artesão.Qual é o volume, em m , de 1930g de ouro?Dado: d = 19,3g/m3

10. Qual é o valor da massa específica (densidade) média da Terra, se o seu volume vale aproximadamente 20x1019m3

e sua massa vale 6x1024kg?

11. 4) Um recipiente cheio de álcool (massa específica 0,80 g/cm3) apresenta massa de 30 g e, completamente cheio de água (1,0 g/cm3), tem massa de 35 g. A capacidade do recipiente é, em cm3, de:a) 20b) 25c) 30d) 35e) 40

12. Admitindo-se que a massa específica do chumbo seja 11 g/cm3, qual o valor mais próximo da massa de um tijolo de chumbo cujas arestas medem 22 cm, 10 cm e 5 cm ?a) 10 kgb) 11 kgc) 12 kgd) 13 kge) 14 kg

13. Um cubo de gelo foi formado solidificando completamente 57,6 g de água. Qual é a medida da aresta do cubo? A densidade do gelo é 0,90 g/cm3.a)1cmb)2cmc)3cmd)4cme) 5 cm

14. Num processo industrial de pintura, as peças recebem uma película de tinta de espessura 0,1 mm. Considere a densidade absoluta da tinta igual a 0,8 g/cm3. A área pintada com 10 kg de tinta é igual a:a)1250m2b)625m2c)125m2d)75m2e) 50 m2

15. Uma peça tem massa de 4,48.10-2 kg e volume de 5,60 cm3. A massa específica do material da peça, expressa em unidades SI, é:a)1,25.10^3b)8,00.10-3c)8,00.10^3d)1,12.10-2e) 1,12.10^3

16. Qual é a massa de um litro de óleo de caroço de algodão cuja densidade é de 0,926 g cm–3 ? E o peso?

17.A massa de um litro de leite é 1,032 kg. A nata que ele contém tem uma densidade de 0,865 g cm–3 , quando pura, e constitui 4% do volume do leite. Qual a densidade do leite desnatado?

17.Pressão

1. (Ufmg 2006) José aperta uma tachinha entre os dedos, como mostrado nesta figura: A cabeça da tachinha está apoiada no polegar e a ponta, no indicador. Sejam F(i) o módulo da força e p(i) a pressão que a tachinha faz sobre o dedo indicador de José. Sobre o polegar, essas grandezas são, respectivamente, F(p) e p(p). Considerando-se essas informações, é CORRETO afirmar que a) F(i) > F(p) e p(i) = p(p). b) F(i) = F(p) e p(i) = p(p). c) F(i) > F(p) e p(i) > p(p). d) F(i) = F(p) e p(i) > p(p).

2. (Fatec 2005) Uma piscina possui 10 m de comprimento, 5,0 m de largura e 2,0 m de profundidade e está completamente cheia de água. A pressão no fundo da piscina, em N/m2, vale a) 2,0 × 105 b) 1,8 × 105 c) 1,6 × 105 d) 1,4 × 105 e) 1,2 × 105

Dados: densidade da água = 1,0 × 103 kg/m3 pressão atmosférica local = 1,0 × 105 N/m2 aceleração da gravidade local = 10 m/s2

3. (Pucpr 2006) Uma esfera é liberada em um recipiente contendo água e óleo (figura 1). Observa-se que o repouso ocorre na posição em que metade de seu volume está em cada uma das substâncias (figura 2). Se a esfera fosse colocada em um recipiente que contivesse somente água ou somente óleo, a situação de repouso seria: (Assinale a alternativa que contém a figura que corresponde à situação correta)

4. (UEPI) Em um toca-discos, a força que a agulha exerce sobre o disco é de 1·10-3 kgf e a ponta da agulha tem uma área de 1·10-7 cm2. Considere 1 atm = 1 kgf/cm2. Então, a pressão que a agulha exerce sobre o disco é, em atmosferas, igual a: a) 1·10-4 b) 1·10-3 c) 1·104 d) 1·103 e) 1·10-10

5. (Unifor-CE) Um tijolo de peso 32 N tem dimensões 16 cm x 8,0 cm x 4,0 cm. Quando apoiado em sua face de menor área, qual a pressão, em atm, que ele exerce na superfície de apoio?

6. (Acafe-SC) Um prego é colocado entre dois dedos que produzem a mesma força, de modo que a ponta do prego é pressionada por um dedo e a cabeça do prego pelo outro. O dedo que pressiona o lado da ponta sente dor em função de: a) a pressão ser inversamente proporcional à área para uma mesma força.b) a força ser diretamente proporcional à aceleração e inversamente proporcional à pressão. c) a pressão ser diretamente proporcional à força para uma mesma área.d) a sua área de contato ser menor e, em conseqüência, a pressão também. e) o prego sofre uma pressão igual em ambos os lados, mas em sentidos opostos.

7. (Cesgranrio-RJ) Você está em pé sobre o chão de uma sala. Seja p a pressão média sobre o chão debaixo das solas dos seus sapatos. Se você suspende um pé, equilibrando-se numa perna só, essa pressão média passa a ser:a) p b) p/2 c) p2 d) 2p e) 1/p2

8. (UFRS) Um gás encontra-se contido sob pressão de 5,0·103 N/m2 no interior de um recipiente cúbico, cujas faces possuem uma área de 2,0 m2. Qual é o módulo da força média exercida pelo gás sobre cada face do recipiente? a) 1,0·104 N b) 7,5·103 N c) 5,0·103 N d) 2,5·103 N e) 1,0·103 N

9. (FEI-SP) A figura mostra um recipiente que contém água até uma altura de 20 cm. A base do recipiente é quadrada de lado 10 cm. Adote g = 10 m/s2, densidade da água d = 1,0 g/cm3 e a pressão atmosférica ρatm = 1,0·105 N/m2. A pressão total e a intensidade da força que a água exerce no fundo do recipiente são, respectivamente: a) 1,02·105 N/m2 e 1,02·103 N b) 2,00·105 N/m2 e 2,00 Nc) 2,00·108 N/m2 e 2,00·106 Nd) 3,00·108 N/m2 e 3,00·106 N e) 1,02·105 N/m2 e 20,0 N

10. Calcule a pressão exercida em um peixe a 20 cm da superfície do Oceano Atlântico. Use g=10m/s2 e P=105 Pa.

11. O tijolo da figura se apóia sobre a base ABEH. Se estivesse apoiado sobre a base ABCD igual a 1/3 da anterior, a pressão exercida pelo tijolo seria:

a)a mesma.b) 3 vezes maior.c) 1/3 do valor anterior.d) 3% maior que a anterior.e) 30% maior que a anterior.

12. Um gás encontra-se contido sob a pressão de 5.103 N/m2 no interior de um recipiente cúbico cujas faces possuem uma área de 2 m2. Qual é o módulo da força média exercida pelo gás sobre cada face do recipiente?a) 1,0.10^4 Nb) 7,5.10^3 Nc) 5,0.10^3 Nd) 2,5.10^3 Ne) 1,0.10^3 N

13. Um cubo homogêneo de alumínio, de 2 m de aresta, está apoiado sobre uma superfície horizontal, Qual a pressão, em N/m2, exercida pelo bloco sobre a superfície? Densidade do alumínio: 2,7.10^3 kg/m3 ; g = 10 m/s2.a) 2,7.10^4b) 2,7.10^10c) 1,35.10^4d) 1,35.10^10e) 5,4 .10^4

14. O salto de um sapato masculino tem área de 64 cm2. Supondo-se que a pessoa que o calce tenha peso igual a 512 N e que esse peso esteja distribuído apenas no salto, então, a pressão média exercida no piso vale:a) 12,0 .10^4 N/m2b) 8,0 10^4 N/m2c) 6,0.10^4 N/m2d) 4,0.10^4 N/m2e) 2,0.10^4 N/m2

Lei de Stevin1 – Num tubo em U estão em equilíbrio dois líquidos imiscíveis (água e mercúrio), como mostra a figura. Sabendo que a densidade da água é 1,0 g/cm³ e a densidade do mercúrio é 13,6 g/cm³, calcule o desnível h entre as superfícies livres dos dois líquidos.

2- Para o sistema em equilíbrio representado abaixo, calcule a pressão do gás sabendo que a pressão atmosférica é 1,0 .105 Pa, g = 9,81 m/s² e a densidade do mercúrio é igual a 13,6 kg/ m³.

3 – Dois líquidos imiscíveis A e B, de densidades dA = 0,90 g/cm³ e dB = 2,4 g/cm³, estão em equilíbrio num tubo em U como ilustra a figura. Calcule o desnível h entre as superfícies livres dos dois líquidos.

4 – (Vunesp – SP) Na figura, a massa específica do mercúrio é 13,6 g/cm³ e o outro líquido, não miscível com ele, tem massa específica aproximadamente igual a:a) 12,2 g/cm³ b) 0,15 g/cm³ c) 9 g/cm³ d) 10 g/cm³ e) 1,5 g/cm³

5- (Uneb – BA) Considere o sistema de dois líquidos imiscíveis (1) e(2) de densidades d1 e d2 respectivamente, representado na figura. Considerando o sistema em equilíbrio, podemos afirmar que:a) h1 d1 = h2 d2 e d2 < d1b) h1 d1 = h2 d2 e d2 > d1c) h1 /h2 = d1 /d2 e d2 < d1d) h1 /h2 = d1 /d2 e d2 > d1e) h1 /d1 = h2 /d2 e d2 > d1

6) Imagine que você esteja diante de uma piscina de 4 metros de profundidade. Calcule a pressão no fundo dessa piscina em Pa (pascal) e atm.

7) (FEI-SP) Um oceanógrafo construiu um aparelho para medir profundidades no mar. Sabe-se que o aparelho suporta uma pressão de até 2,0∙106 N/m2. Qual a máxima profundidade que o aparelho pode medir?

8) (Fuvest-SP) É frequente, em restaurantes, encontrar latas de óleo com um único orifício. Nesses casos, ao virar a lata, o freguês verifica, desanimado, que após a queda de umas poucas gotas o processo estanca, obrigando a uma tediosa repetição da operação.a) Por que isto ocorre? Justifique.b) Calcule a pressão exercida pelo óleo no fundo da lata.

9) (UFSCar-SP) Quando efetuamos uma transfusão de sangue, ligamos a veia do paciente a uma bolsa contendo plasma, posicionada a uma altura h acima do paciente. Considerando g = 10 m/s2 e que a densidade do plasma seja 1,04 g/cm3, se uma bolsa de plasma for colocada 2 m acima do ponto da veia por onde se fará a transfusão, a pressão do plasma ao entrar na veia será:

10) (Ufla-MG) Um corpo está submerso em um líquido em equilíbrio a uma profundidade de 8,0 m, à pressão uniforme e igual a 3,0∙105 N/m2. Sendo a pressão na superfície do líquido igual a 1,0 atmosfera, qual a densidade do líquido? Considere 1 atm= 1,0∙105 N/m2 e g = 10 m/s2

Lei de Pascal

1) Deseja-se construir uma prensa hidráulica que permita exercer no êmbolo maior uma força de 5 x 103 N, quando se aplica uma força de 50 N no êmbolo menor, cuja área é de 20 cm2. Neste caso, calcular a área do êmbolo maior.

2) Numa prensa hidráulica, o êmbolo menor tem área de 10 cm2, enquanto o êmbolo maior tem sua área de 100 cm2. Quando uma força de 5 N é aplicada no êmbolo menor, o êmbolo maior move-se. Pode-se concluir:

A) a força exercida no êmbolo maior é de 500 N.B) o êmbolo maior desloca-se mais que o êmbolo menor.C) os dois êmbolos realizam o mesmo trabalho.D) o êmbolo maior realiza um trabalho maior que o êmbolo menor.E) o êmbolo menor realiza um trabalho maior que o êmbolo maior.

3) Na figura, os êmbolos A e B possuem áreas de 80 cm2 e 20 cm2, respectivamente. Despreze os pesos dos êmbolos e considere o sistema em equilíbrio. Sendo a massa do corpo colocado em A igual a 100 Kg, determine a massa do corpo colocado em B, e qual seria o deslocamento do corpo em A se deslocarmos o corpo em B 20 cm para baixo.

4) As áreas dos pistões do dispositivo hidráulico da figura mantém a relação 50:2. Verifica-se que um peso P colocado sobre o pistão maior é equilibrado por uma força de 30 N no pistão menor, sem que o nível de fluido nas duas colunas se altere. De acordo com o princípio de Pascal, calcule o peso P.

5) Na prensa hidráulica na figura, os diâmetros dos tubos 1 e 2 são, respectivamente, 4 cm e 20 cm. Sendo o peso do carro igual a 10 kN, determine: 

 a) a força que deve ser aplicada no tubo 1 para equilibrar o carro; b) o deslocamento do nível de óleo no tubo 1, quando o carro sobe 20 cm

Princípio de Arquimedes1) Um corpo está flutuando em um líquido. Nesse caso:a) o empuxo é menor que o peso do corpo,b) o empuxo é maior que o peso do corpo.c) o empuxo é igual ao peso do corpo.d) a densidade do corpo é maior que a do líquido.e) a densidade do corpo é igual à do líquido.

2) Um corpo rígido e não-poroso, de volume 10 cm3 e densidade de 5 g/cm3, é colocado em líquido de densidade 2 g/cm3, num local onde a aceleração da gravidade é de 980 cm/s2. O empuxo sofrido pelo corpo é:a) 9,80.104 Nb) 4,90.104 Nc) 2,94.104 Nd) 1,96.104 Ne) 0

3) Uma esfera de alumínio está flutuando na superfície da água contida em um recipiente, com metade do seu volume submerso. Assinale a opção correta:a) A densidade do alumínio é igual à metade da densidade da água.b) A esfera é oca e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água.c) A esfera é maciça e a densidade da esfera é igual à metade da densidade da água.d) A esfera é maciça e a densidade da esfera é o dobro da densidade da água.e) A situação proposta é impossível porque o alumínio é mais denso que a água.

4) Um cubo de madeira (massa específica 0,8 g/cm3) flutua num líquido de massa específica 1,2 g/cm3. A relação entre as alturas emersa e imersa é de:a) 2/3b) 2c) 1,5d) 0,5e) 3/2

5) Um cubo de madeira de massa específica 0,60 g/cm3 flutua em óleo de massa específica 0,80 g/cm3. A fração do seu volume que fica submersa no óleo é de:a) 0,25b) 0,40c) 0,50d) 0,75e) 1,0

6) Um bloco de gelo em forma de paralelepípedo, com altura h, flutua na água domar. Sabendo que as bases do bloco permanecem horizontais, que 15 cm de sua altura estão emersos e que as densidades do gelo e do líquido são respectivamente 0,90 e 1,03, em relação à água, o valor de h é:a) 62 cmb) 85 cmc) 119 cmd) 133 cme) n.d.a.

7) Sabendo que as densidades da água e do álcool são, respectivamente, 1,0 g/cm3 e 0,79 g/cm3 pode-se afirmar corretamente que o peso aparente de um corpo submerso:a) é maior na água do que no álcool.b) é igual na água e no álcool.c) é menor na água do que no álcool.d) depende da densidade do corpo.e) depende da forma do corpo.

8) Um bloco de madeira flutua em água (massa específica = 1 g/cm3), com volume emerso igual a 60% de seu volume total. Esse mesmo bloco flutuará em óleo de densidade 0,80 g/cm3, com volume emerso igual a:a) 60% do seu volume total.b) 50% do seu volume total.c) 40% do seu volume total.d) 30% do seu volume total.e) 20% do seu volume total.

9) A figura ilustra um cubo de densidade 0,8 g/cm3 e aresta 10 cm, flutuando em água de densidade 1 g/cm3. A seguir, verte-se óleo de densidade 0,6 g/cm3 sobre a água de modo que a face superior do cubo fique no nível do óleo. Nessas condições, a altura da camada de óleo é:a) 2cmb) 3cmc) 4cmd) 5cme) 6cm10) Um rapaz de 60 kg equilibra-se sobre uma prancha rígida com densidade uniforme de 0,40 g/cm3, que flutua em água (densidade de 1,0 g/cm3). A menor massa que a prancha pode ter para que o rapaz fique completamente fora da água é:a) 400 kgb) 240 kgc) 60 kgd) 40 kge) 24 kg

11) A massa especifica da madeira é 600 kg/m3 e está flutuando na água. A área do menor bloco de madeira, de 80 cm de espessura, que pode suportar uma pessoa de 80 kg é:a) 0,25 m2b) 0,50 m2c) 2,5.10-2 m2d) 20 cm2e) 0,20 m2

12) Um bloco, com as dimensões indicadas na figura e material de densidade 0,2 g/cm3, flutua em água pura, servindo como ponte. Quando um caminhão passa sobre ele, o volume da parte submersa é 25% do volume do bloco. Deste modo, podemos afirmar que a massa do caminhão é:

a) 2000 kgb) 4000 kgc) 16000 kgd) 20000 kge) 36000kg

13) Uma bandeja de dimensões 2,5 cm x 30 cm x 40 cm flutua na água com sua base (face de maior área) a uma profundidade h contada a partir da superfície livre da água. Ao colocar se um objeto na região central da bandeja, observa-se que a profundidade h sofre um acréscimo de 0,5 cm. Qual a massa desse objeto?a) 0,4 kgb) 0,5 kgc) 0,6 kgd) 2,5 kge) 3,0 kg

14) Um bloco maciço de ferro de densidade 8 g/cm3 com 80 kg encontra-se no fundo de uma piscina com água de densidade 1 g/cm3 e profundidade 3 m.Amarrando-se a esse bloco um fio ideal e puxando esse fio de fora da água, leva-se o bloco à superfície com velocidade constante. Adote g = 10 m/s2. A força aplicada a esse fio tem intensidade de:a) 800 Nb) 700 Nc) 600 Nd) 300 Ne) 100 N

15) Um pedaço de madeira, quando mergulhado em um líquido x, tica com 50% de seu volume acima do nível do líquido. O mesmo pedaço de madeira, quando mergulhado num líquido y, fica com 25% de seu volume acima do nível do líquido.O pedaço de madeira é impermeável aos líquidos x e y. DX e Dy são as densidades de x e y, respectivamente. A razão Dy/Dx é igual a:a) 2/3b) 1/2c) ¾d) 4/5e) 7/9

16) Dois recipientes com líquidos diferentes estão sobre os pratos de uma balança comum. Estão também sobre os pratos da balança duas esferas maciças diferentes, uma em cada prato e fora dos recipientes. Nesta situação a balança está em equilíbrio. Sabe-se, de experiência anterior, que se as esferas forem colocadas dentro dos respectivos recipientes uma delas afundará e a outra flutuará. De acordo com as informações, se alguém colocar as esferas dentro dos respectivos recipientes com líquidos, a balança:a) penderá para o lado da esfera que afunda.b) penderá para o lado da esfera de maior massa.c) penderá para o lado do líquido mais denso.d) penderá para o lado da bola de maior volume.e) permanecerá em equilíbrio.

17) Duas esferas, A e B, de raios iguais, estão ligadas por um arame de peso e volume desprezíveis, e flutuam em água, como ilustrado na figura. Sabendo-se que as densidades absolutas da água e da esfera A são, respectivamente, d = 1 g/cm3 e dA = 0,8 g/cm3, a densidade absoluta de B será:a) 0,2 g/cm3b) 0,8 g/cm3c) 1,0 g/cm3d) 1,2 g/cm3e) 1,8 g/cm3

18) Um bloco de plástico que pesa 96,0 N, mergulhado na água, fica com o peso reduzido a 16,0 N. Mergulhado no óleo de soja, fica com o peso aparente de 32,0 N. A densidade do óleo de soja, segundo essa experiência, é de:a) 2,0b) 0,50c) 0,33d) 1,20e) 0,80

DESAFIO (Halliday Vol 2 – 8ªed., p.81, problema 31) Uma âncora de ferro de massa específica 7870Kg/m3 parece que pesa 200N mais leve na água que no ar. (a) Qual é o volume da âncora? (b) Quanto ela pesa no ar?Resposta: a) V=0,0204m3 ; P=1573,4N

DESAFIO (Halliday Vol 2 – 8ªed., p.81, problema 39) Um helicóptero, em missão no mar antártico, necessita efetuar uma aterrissagem de emergência por motivo de avaria. O piloto avista, entretanto, um “iceberg”, cuja parte emersa, de forma aproximadamente de um paralelepípedo, tem 5m de largura, 7m de comprimento e 0,5m de altura acima do nível da água. (a) Determine o volume da parte imersa do “iceberg”. (b) O piloto decide pousar de emergência sobre o “iceberg”. Verificar se o “iceberg” não vai afundar com o peso do helicóptero ; Dados:

;Resposta: a) Vi=146,2m3; b) Fe=1653397,3N e Pt=1476820,8N e Não afunda