(04-05) Física - Hidrostática (IGTV) Lista de Exercícios

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Física - Lista de Exercícios (IGTV) Hidrostática @neuronioestudos

Questão 01

Questão 03 O mar e o aquecimento global

O termo aquecimento global é usado para caracterizar o aumento da temperatura média da Terra ao longo dos anos. Segundo a Organização Meteorológica Mundial, hoje o planeta está quase um grau mais quente do que estava antes do processo de industrialização. Esse aumento de temperatura causa o derretimento de geleiras e placas de gelo ao redor do mundo e essa perda de grandes áreas de gelo na superfície pode acelerar o aquecimento global, pois menos energia proveniente do Sol seria refletida pela Terra. Um resultado imediato do derretimento de geleiras é o aumento do nível médio do mar. Os cientistas notaram que esse aumento foi de 17 centímetros no decorrer do século 20 e projetam elevação contínua do nível do mar ao longo do século 21, prevendo-se inundações em algumas cidades próximas à costa. (Disponível em: meioambiente.culturamix.com. Adaptado)

A elevação do nível do mar causa um aumento de pressão no fundo do oceano. Considerando uma região em que as águas oceânicas estejam em repouso, que a aceleração gravitacional seja 10 m/s2 e que a densidade da água do mar seja 1,03 g/cm3, o aumento da pressão hidrostática no fundo do oceano causada pela elevação do nível do mar ocorrida no século 20 nessa região foi de, aproximadamente, 1,75  102 Pa

Devido às queimadas, a qualidade do ar na Amazônia brasileira tem sido motivo de destaque nos noticiários. O nível de concentração de material particulado fino (PM2.5) em algumas cidades acreanas, foi três vezes superior ao limite aceitável da concentração média diária. Segundo a Resolução CONAMA nº 491 de 19/11/2018, o valor de PM2.5 não pode ultrapassar os níveis de exposição de 25mg/m3. Este é um dos principais indicadores de qualidade do ar, adotados universalmente. Considerando uma sala com dimensões 2m  3m  5m, assinale a alternativa CORRETA que expressa a quantidade máxima de massa de material particulado fino que esta sala pode conter, sem ultrapassar o limite aceitável de qualidade do ar. 75 g. 75 mg. 0,75 g. 0,75 kg.

Questão 04 Um mecânico utiliza um elevador hidráulico para levantar um automóvel. No elevador, o veículo se encontra sobre o piston de maior área (A) e, para ser elevado, o mecânico



exerce uma força ( f ) no piston de menor área (a). A relação entre as forças nos dois pistons pode ser observada na figura que segue.

6,06  102 Pa 1,75  103 Pa 1,03  104 Pa 6,06  104 Pa

Questão 02 Uma força de módulo F é aplicada perpendicularmente sobre uma superfície de área A, gerando uma pressão de valor P1. Se a força se torna quatro vezes maior e a área cai pela metade, a pressão torna-se P2. Com base nesses dados, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da relação entre P1 e P2. P2 = P1/2. P2 = P1. P2 = 2P1. P2 = 4P1. P2 = 8P1.

Considerando que o elevador obedece ao Princípio de Pascal



e que F representa a força no piston de maior área. O valor CORRETO para a razão (A/a) entre as áreas do piston do elevador hidráulico será de: 100. 120. 140. 180.

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Questão 05 O QUE NOSSAS METÁFORAS DIZEM DE NÓS Para o poeta Robert Frost, a vida era um caminho que passa por encruzilhadas inevitáveis; para 2Fernando Pessoa, uma sombra que passa sobre um rio. Shakespeare via o mundo como um palco 3e Scott Fitzgerald percebia os seres humanos como barcos contra a corrente. Metáforas como essas 4 nos rodeiam, mas não só quando seguramos um livro nas mãos. Em nosso uso cotidiano da língua, 5elas são tão presentes que nem sequer percebemos. São exemplos “teto de vidro impede a carreira 6das mulheres”, “a bolha do aluguel”, “cortar o mal pela raiz”. Considerada a forma por excelência da 7linguagem figurada, a metáfora às vezes é tida como mero embelezamento do discurso. 1

Entretanto, desde 1980, com a publicação do livro Metáforas da vida cotidiana, essa figura retórica 9recuperou seu protagonismo. Os autores George Lakoff e Mark Johnson mostraram que as alegorias 10desenham o mapa conceitual a partir do qual observamos, pensamos e agimos. Com frequência são 11nossa bússola invisível, orientando tanto os gestos instintivos que fazemos como as decisões mais 12importantes que tomamos. É muito provável que aqueles que concebem a vida como uma cruz e 13os que a entendem como uma viagem não reajam da mesma forma ante um mesmo dilema. As 14metáforas são ferramentas eficazes e de múltiplas utilidades. Ao partir de elementos já conhecidos, 15nos ajudam a examinar realidades, conceitos e teorias novas de uma maneira prática. Também nos 16servem para abordar experiências traumáticas nas quais a linguagem literal se revela impotente. 17São vigorosos atalhos que a mente usa para assimilar situações complexas em que a literalidade 18acaba sendo tediosa, limitada e confusa. É mais fácil para nós entender que a depressão é uma 19espécie de buraco negro e que o DNA é o manual de instruções de cada ser vivo. 8

20

As figurações dão coesão às identidades coletivas, pois circulam sem cessar até se incorporarem 21à linguagem cotidiana. Há alguns anos, os psicólogos Paul Thibodeau e Lera Boroditsky, da 22Universidade Stanford (E.U.A.), analisaram os resultados de um debate sobre políticas contra a 23criminalidade que recorria a duas metáforas. Quando o problema era ilustrado como se houvesse 24predadores devorando a comunidade, a resposta era endurecer a vigilância policial e aplicar leis 25mais severas. No entanto, quando o problema era exposto como um vírus infectando a cidade, a 26opção era a de adotar medidas para erradicar a desigualdade e melhorar a educação. Comparações 27ruins levam a políticas ruins, escreveu o Nobel de Economia Paul Krugman. No campo da medicina, tem havido mudanças de paradigma no que diz respeito ao impacto 29emocional das metáforas. Num recente seminário organizado pela Universidade de Navarra 30(Espanha), a linguista Elena Semino dissertou sobre os efeitos de abordar o câncer como se 31fosse uma guerra, provocando sensações negativas quando o paciente acredita estar “perdendo a 32batalha”, mesmo que isso possa ser estimulante para outros. O erro, segundo a especialista, reside 33em misturar os campos semânticos da guerra e da saúde. Para corrigir essa questão, a linguista 34 elabora o que chama de “cardápio de metáforas”, para que médicos e pacientes enfrentem a doença 35de forma mais construtiva. 28

Essa característica está associada à seguinte propriedade física do iceberg: inércia dureza densidade temperatura

Questão 06 Uma substância em estado líquido ocupa um volume de 10-4 m3 com suas 300 gramas de massa. Determine a densidade desta substância. 3 g/cm3 10 g/cm3 250 g/cm3 15 g/cm3 0,33 g/cm3

Questão 07 Imerso em um líquido de densidade 800Kg/m3, um corpo de volume 150 cm3 sofrerá qual empuxo desse líquido? Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s2. 10 Newtons 1,2 Newtons 120 Newtons 140 Newtons 6 Newtons

Questão 08 O litoral nordeste do Brasil foi recentemente poluído por petróleo. Atente para as seguintes hipóteses sobre a origem do poluente: (i) derramamento de petróleo na superfície da água, oriundo de vazamento em navio petroleiro; (ii) o material ter-se originado de vazamento em oleoduto submarino. Considerando essas hipóteses, é correto afirmar que independente das duas hipóteses, o poluente flutuaria se sua densidade fosse menor que a da água do mar. independente da densidade do poluente, haveria flutuação desse petróleo na água. independentemente de sua densidade, somente na hipótese (i) haveria flutuação do petróleo. independente de sua densidade, somente na hipótese (ii) haveria flutuação do petróleo.

As boas metáforas nos trazem outras perspectivas, fronteiras menos rígidas e novas categorizações 37que substituem aquelas já desgastadas. 36

MARTA REBÓN Adaptado de brasil.elpais.com, 11/04/2018.

“Isso é apenas a ponta do iceberg” é uma metáfora utilizada em contextos onde há mais informação sobre um determinado fato do que se pode perceber de imediato. Essa analogia é possível pois 90% de cada um desses blocos de gelo estão submersos, ou seja, não estão visíveis.

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Questão 09

Questão 12

Construções civis chamadas de barragens foram temas bastante explorados nos noticiários dos últimos meses. De modo simplificado, trata-se de uma parede vertical que serve para impedir a passagem ou saída de um fluido de uma dada região. Tem-se como exemplos os açudes ou as barragens de contenção de resíduos lamacentos de mineração.

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.

Considerando a face da parede de uma barragem que esteja submetida à pressão hidrostática do fluido que ela represa, é correto afirmar que essa pressão é a mesma em pontos do fluido com diferentes profundidades. em uma dada profundidade, não depende da densidade do fluido. é maior em pontos do fluido que tenham maior profundidade. não depende da profundidade nem da densidade do fluido.

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 mesma densidade. a mesma massa. o mesmo material. o mesmo empuxo.

Questão 10 Considere um navio petroleiro parado em alto mar. Desprezando os movimentos de ondas e forças de arrasto do vento, caso o navio esteja em equilíbrio estático, é correto afirmar que é nula a soma vetorial da força peso com a força de empuxo. vertical para cima o vetor força resultante da soma da força peso e da força de empuxo.

Questão 13 Em um tubo transparente em forma de U contendo água, verteu-se, em uma de suas extremidades, uma dada quantidade de um líquido não miscível em água. Considere a densidade da água igual a 1 g/cm3. A figura abaixo mostra a forma como ficaram distribuídos a água e o líquido (em cinza) após o equilíbrio.

vertical para baixo o vetor força resultante da soma da força peso e da força de empuxo. horizontal o vetor força de empuxo e se anula com a força de atrito viscosa da água.

Questão 11 Nos últimos meses, foram noticiadas muitas queimadas na Floresta Amazônica. Considerando que não haja correntes de vento horizontais na região de incêndio, a fumaça tende a subir, pelo fato de

Qual é, aproximadamente, o valor da densidade do líquido, em g/cm3? 1,5. 1,0.

ter menor densidade que o ar acima do incêndio.

0,9.

ter maior densidade que o ar acima do incêndio.

0,7.

ter menor viscosidade que o ar nas regiões laterais à queimada.

0,5.

ter maior viscosidade que o ar nas regiões laterais à queimada.

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Questão 14

Questão 16

Os estudos de hidrostática de Arquimedes (288–212 a.C.) o levaram à conclusão de que corpos imersos em um líquido, total ou parcialmente, sofrem a ação de uma força vertical, voltada para cima, denominada empuxo. Devido às características dessa força, o empuxo opõe-se à ação do peso, que atua sobre todos os corpos. Quando um corpo se encontra totalmente submerso, a relação entre a força peso e a força de empuxo reduz-se a um confronto entre densidades: a do corpo e a do líquido no qual ele se encontra submerso.

A figura apresenta o esquema do encanamento de uma casa onde se detectou a presença de vazamento de água em um dos registros. Ao estudar o problema, o morador concluiu que o vazamento está ocorrendo no registro submetido à maior pressão hidrostática.

Para obter o empuxo necessário, alguns peixes ósseos possuem um órgão denominado bexiga natatória que os auxilia no controle de sua flutuação sem o auxílio de suas nadadeiras, devido a presença de gás em seu interior. Quando um peixe desse tipo apresenta problemas na bexiga natatória e não consegue manter o gás aprisionado, terá dificuldades em manter-se a uma mesma profundidade e também em aproximar-se da superfície, tendendo a ficar no fundo. Para o peixe, nessas condições, podemos concluir corretamente que o

Em qual registro ocorria o vazamento? I II III IV V

seu peso é nulo. Questão 17

empuxo é nulo.

Três recipientes abertos para a atmosfera contêm água até uma altura de 1,0 m, como ilustrado na figura. Considerando esses dados, assinale a afirmativa correta.

empuxo é maior que seu peso. empuxo é igual ao seu peso. empuxo é menor que seu peso.

Questão 15 Um mergulhador flutua em equilíbrio com sua cabeça fora da água. Ao expirar, o volume de seus pulmões e o volume de água que ele desloca diminuem, fazendo com que ele afunde na água.

O maior valor de pressão se verifica na base do recipiente A. O maior valor de pressão se verifica na base do recipiente B. O maior valor de pressão se verifica na base do recipiente C. O valor de pressão na base de cada recipiente depende da área dessa base. Os valores de pressão são iguais nas bases dos três recipientes.

(www.patadacobra.com.br)

A principal razão para o mergulhador afundar ao expelir o ar de seus pulmões é a variação da intensidade da aceleração da gravidade local. de seu peso. do empuxo que atua sobre ele. da densidade da água em que está imerso. de sua massa. Lista de Exercícios – @neuronioestudos | 4

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Questão 18

Questão 19

Para captar a água das chuvas, um caseiro decidiu construir uma cisterna usando 3 grandes recipientes plásticos

Uma esfera de massa e volume constantes está totalmente imersa em uma piscina com água em equilíbrio estático e densidade constante. O fundo da piscina apresenta um declive e em determinado intervalo de tempo a esfera rola, em movimento uniforme, indo do ponto A ao ponto B, conforme a figura.

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cúbicos de 1 m cada um. Cada recipiente possui, na parte superior, um furo que permite a entrada e saída de ar. O conjunto foi montado e nivelado sobre um piso horizontal e cada recipiente foi conectado como mostra a figura.

Assinale a alternativa que representa corretamente o gráfico da intensidade do empuxo exercido pela água da piscina sobre a esfera em função da profundidade (h), no trajeto de A para B.

Considere que a cisterna está completamente cheia e que não haja reposição de água. Se a torneira for aberta, escoando-se toda a água possível, os níveis de água que sobrarão, nos três recipientes, estão melhor representados na alternativa

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Questão 20 A figura mostra parte de um aquário no qual a água encontra-se parada. Nesse ambiente, o peixe amarelo movimenta-se do ponto A ao ponto D, segundo a trajetória ABCD representada pela linha branca.

(http://tritaoaquarios.com.br. Adaptado.)

Considerando a densidade da água constante ao longo de todo o trajeto, assinale a alternativa que indica corretamente o esboço do gráfico de como varia a pressão sobre o peixe amarelo, em função do tempo, nesse deslocamento.

GABARITO 01 C 02 E 03 C 04 A 05 C 06 A 07 B 08 A 09 C 10 A 11 A 12 D 13 D 14 E 15 C 16 B 17 E 18 B 19 C 20 E “O segredo para andar sobre as águas é saber onde estão as pedras.” Provérbio Chinês Lista de Exercícios – @neuronioestudos | 6