quinta-feira, 8 de novembro de 2012

REVISÃO 1 ANO DARWIN



01. Qual é, em gramas, a massa de um volume de 50 cm3 de um líquido cuja densidade é igual a 2,0 g/cm3?
m = µ.V = 2.50 = 100 g.

02. Se a densidade do óleo é 0,92 g/cm3, a massa contida em 2 litros de óleo vale em kg:
m = µ.V = 0,92.103.2.10-3 = 1,84 kg. (µ = 0,92 g/cm3 = 0,92.103 kg e V = 2 L = 2.10-3 m3)

03. Considere 4 (quatro) cubos maciços, feitos de materiais diferentes: o primeiro, de aresta 4 cm e massa 60 g; o segundo, de aresta 5 cm e massa 120 g; o terceiro, de aresta 6 cm e massa 1 kg; o quarto, de aresta 8 cm e massa 2 kg. O material de maior densidade é do:
d = m/V = m/a3, assim temos:
d1 = 60/43 = 60/64 = 0,9375 g/cm3.
d2 = 60/53 = 120/125 = 0,96 g/cm3.
d3 = 60/63 = 1000/216 = 4,62 g/cm3.
d1 = 2000/83 = 60/512 = 3,9 g/cm3.
Logo, o maior é o terceiro.

04. As densidades de dois líquidos A e B, que não reagem quimicamente entre si, são dA = 0,80 g/cm3 e dB = 1,2 g/cm3, respectivamente. Fazendo-se a adição de volumes iguais dos dois líquidos, obtém-se uma mistura cuja densidade é x. Adicionando-se massas iguais de A e de B, a mistura obtida tem densidade y. Os valores de x e y, em g/cm3, são, respectivamente, mais próximos de:
x = (mA + mB)/(VA + VB) = (V.dA + V.dB)/(V + V) = V.(dA + dB)/2V = (dA + dB)/2 = (0,8 + 1,2)/2 = 2/2 = 1 g/cm3.
y = (2.dA.dB)/(dA + dB) = (2.0,8.1,2)/(0,8 + 1,2) = 2.0,8.1,2/2 = 0,8.1,2 = 0,96 g/cm3.

PRESSÃO

05. A superfície plana da cabeça de um prego tem uma área de 0,1 cm2. O martelo a atinge de modo a exercer sobre ele uma força constante de intensidade igual a 100 N. A pressão exercida pelo martelo sobre o prego , em N/cm2, é:
P = F/A = 100/0,1 = 1000 N/cm2.

06. Uma coluna de pedra (massa específica 2,5 x 103 kg/m3), de  base A e altura h, deve ser  construída sobre um terreno capaz de resistir a uma  pressão máxima de 3 x 104 pascal ( ou N/m2 ). Considere g = 10 m/s2. A altura máxima que a coluna pode ter é:
P = µ.g.h  3.104 = 2,5.103.10.h  h = 3/2,5 = 1,2 m.

07. O corpo humano é composto principalmente de substâncias sólidas e líquidas, que são quase incompressíveis. Por esse motivo, mudanças de pressão externa têm pequeno efeito sobre essas estruturas. No entanto, no corpo, existem cavidades contendo gás que, sob mudanças bruscas de pressão, podem produzir fortes efeitos no indivíduo. Os pulmões humanos são capazes de operar contra uma pressão diferencial de cerca de 0,050 atm. A maior profundidade em que um ser humano pode permanecer mergulhado no mar, abaixo da superfície dele, usando somente um longo tubo de respiração, é, aproximadamente:
P = d.g.h  0,05.105 = 103.10.h  h = 5.103/104 = 5/10 = 0,5 m.

08. O gálio é um elemento químico metálico, cujo ponto de fusão é 30 °C e cuja densidade é ρ = 6,1 g/cm3. A altura, em metros, da coluna de um barômetro de gálio sob pressão atmosférica, ao nível do mar (105 Pa), num ambiente a 40 °C, é, aproximadamente: Adote g = 10 m/s2.
PA = PATM  ρ.g.h = PATM  6,1.103.10.h = 105  h = 1,6 m.

09. Um paralelepípedo retangular e homogêneo tem dimensões a, 2a e 6a, respectivamente. A razão entre as pressões máxima e mínima que ele pode exercer sobre um plano horizontal de apoio é:


a) 6                    b) 3                    c) 2                    d) 1
PMÁX/PMIN = (F/AMENOR)/(F/AMENOR) = AMAIOR/AMENOR = 2a.6a/2a.a = 6.

10. As figuras mostram um mesmo tijolo, de dimensões 5 cm × 10 cm × 20 cm, apoiado sobre uma mesa de três maneiras diferentes. Em cada situação, a face do tijolo que está em contato com a mesa é diferente.



As pressões exercidas pelo tijolo sobre a mesa nas situações I, II e III são, respectivamente, p1, p2 e p3.
Com base nessas informações, é correto afirmar que:
a) p1 = p2 = p3.    b) p1 < p2 < p3.    c) p1 < p2 > p3.    d) p1 > p2 > p3.   e) p1 = p2 < p3.
Como P = F/A, onde P (pressão) e A (área) são inversamente proporcionais, temos a seguinte relação das áreas da base: A3 < A2 < A1.

11. Um vaso de flores, cuja forma está representada na figura, está cheio de água. Três posições, A, B e C, estão indicadas na figura.



A relação entre as pressões pA, pB e pC, exercidas pela água respectivamente nos pontos A, B e C, pode ser descrita como:
a) pA > pB > pC.    b) pA > pB = pC.    c) pA = pB > pC.    d) pA = pB < pC.   e) pA < pB = pC.
Como C e B estão numa mesma profundidade, eles sofrerão uma mesma pressão e bem maior que no ponto A de profundidade inferior.

VASOS COMUNICANTES

12. A figura mostra um tubo em U de extremidades abertas, contendo dois líquidos não miscíveis, de densidade d1 e d2, respectivamente. A relação entre as densidades dos líquidos é:


a) d1 = 4d2       b) d1 = d2       c) d1 = d2/4       d) d1 = 16d2
d1.h1 = d2.h2  d1.h = d2.h/4    d1 = d2/4.

13. Um tubo em U, disposto verticalmente, contém água em seu interior. Adiciona-se a um dos ramos do tubo certa quantidade de um líquido não miscível em água, obtendo-se a situação de equilíbrio representada na figura ao lado. A massa específica do líquido adicionado, em g/cm3, é:


a) 0,75       b) 0,80       c) 1,00       d) 1,25
dA.g.h1 = dL.g.h2   1.(10 – 8) = dL.(10,5 – 8)   dL = 2/2,5 = 0,8 g/cm3.

14. Um tubo em um U contém mercúrio, de densidade 13,6 g/cm3. Em um dos ramos, derrama-se uma coluna de 50 cm de água e, no outro, uma coluna de óleo de altura 48 cm. A densidade do óleo é 0,90 g/cm3 e a densidade da água, 1 g/cm3. A distância vertical em mm, entre as duas superfícies de separação, mercúrio/água e mercúrio/óleo, é:

a) 20        b) 10         c) 15         d) 5
µA.g.hA = µO.g.hO + µHg.g.hHg  1.50 = 0,9.48 + 13,6.x  50 – 43,2 = 13,6.x  x = 6,8/13,6 = 0,5 cm = 5 mm.

15. Um tubo em U, aberto em ambos os ramos, contém dois líquidos não-miscíveis em equilíbrio hidrostático. Observe, como mostra a figura, que a altura da coluna do líquido (1) é de 34 cm e que a diferença de nível entre a superfície livre do líquido (2), no ramo da direita, e a superfície de separação dos líquidos, no ramo da esquerda, é de 2,0 cm. Considere a densidade do líquido (1) igual a 0,80 g/cm3. Calcule a densidade do líquido (2).

d1.h1 = d2.h2  0,8.34 = d2.2    d2 = 27,2/2 = 13,6 g/cm3.

PRENSA HIDRÁULICA

16. Por meio do dispositivo da figura, pretende-se elevar um carro de massa 1,0.103 kg a uma altura de 3,0 m em relação à sua posição inicial. Para isso, aplica-se sobre o êmbolo 1 a força F1 indicada e o carro sobe muito lentamente, em movimento uniforme. As áreas dos êmbolos 1 e 2 valem, respectivamente, 1,0 m2 e 10 m2. No local, g = 10 m/s2. Desprezando a ação da gravidade sobre os êmbolos e sobre o óleo e também os atritos e a compressibilidade do óleo, determine a intensidade de F1;


F1/A1 = F2/A2  F1/A1 = m2.g /A2  F1/1 = 1000.10/10   F1 = 1000 N = 1,0 x 103 N.

17. Aline observa, num posto de gasolina, um carro ser levantado a ajuda de um elevador hidráulico. Esse dispositivo representa um exemplo prático de aplicação  do princípio de:
a) Arquimedes      b) Pascal       c) Torricelli          d) Newton (ação-reação)
O elevador hidráulico é uma importante aplicação do Princípio de Pascal (a pressão exercida em um ponto de um líquido se propaga igualmente para todos os outros pontos do líquido). É muito usado nos postos de gasolina para levantar automóveis e carros em mecânicos para conserto.

18. Os êmbolos de certa prensa hidráulica têm, respectivamente, 5 cm e 25 cm de raio. Sobre o menor está aplicada uma força de 100 N perpendicular ao êmbolo. Sabendo-se que a prensa está em equilíbrio pode-se afirmar que o módulo da força que deve estar aplicada ao outro êmbolo, perpendicular a ele, vale:
F1/A1 = F2/A2  100/π.52 = F2/π.252   F2 = 2500 N = 2,5 x 103 N.

19. O macaco hidráulico representado na figura está em equilíbrio. Os êmbolos formam áreas iguais a 2a e 5a.
Qual a intensidade da força?

I. F1/A1 = F2/A2  700/5a = F2/2a  F2 = 280 kgf.
II. F2.d2 = F.d1  280.6 = 24.F  F = 280/4 = 70 kgf ou 70.9,8 = 686 N.

PRESSÃO ATMOSFÉRICA

20. Manômetro é um instrumento utilizado para medir pressões. A figura a seguir ilustra um tipo de manômetro, que consiste em um tubo em forma de U, contendo mercúrio (Hg), que está sendo utilizado para medir a pressão do gás dentro do botijão.

Se a pressão atmosférica local é igual a 72 cm Hg, qual é a pressão exercida pelo gás?
pgás = pHg + p0 = 50 + 72 = 122 cmHg.

21. A medição da pressão atmosférica reinante no interior de um laboratório de Física foi realizada utilizando-se o dispositivo representado na figura:

Sabendo que a pressão exercida pelo gás, lida no medidor, é de 136 cm Hg, determine o valor da pressão atmosférica no local.
p0 + pHg = pgás    p0 + (131 – 55) = 136   p0 = 60 cmHg.

22. Emborca-se um tubo de ensaio em uma vasilha com água, conforme a figura. Com respeito à pressão nos pontos 1, 2, 3, 4, 5 e 6, qual das opções abaixo é válida?

a) p1 = p4     b) p1 = p6     c) p5 = p4     d) p3 = p2     e) p3 = p6
Conforme a figura temos: p5 = p6; p3 = p4 e p2 = p4; logo: p3 = p2.

23. Um submarino navega imerso numa profundidade constante de 30 m. Qual deve ser, aproximadamente, a pressão a que está submetido? Dado: Patm = 1 atm e 1 atm = 105 N/m2.
P = PATM + µ.g.h = 1.105 + 103.10.30 =  1.105 + 3.105 = 4.105 N/m2 ou 4 atm.

EMPUXO

24. Três corpos maciços de materiais diferentes, mas de mesma forma e volume, flutuam num mesmo líquido, conforme mostra a figura.

Assim, pode-se afirmar que:
a) o material do corpo A tem densidade maior do que o do corpo C.
b) o empuxo sobre os três corpos é o mesmo.
c) o empuxo sobre os três corpos não depende da densidade do líquido.
d) o empuxo é maior sobre o corpo C.
e) o empuxo sobre os três corpos não depende da fração do volume que ficou submersa.
Como os três corpos flutuam no mesmo líquido e o corpo C desloca maior volume de líquido (apresenta maior parte imersa na água), da expressão E = µL.Vi.g, concluímos que o módulo do empuxo sobre o corpo C será maior.

25. Uma pessoa de densidade 1,1 g/cm³, quando totalmente mergulhada em água de densidade 1 g/cm³, submete-se a um empuxo de 600 N . Pode-se afirmar, neste caso, que a massa dessa pessoa é, em kg, de:
E = µL.Vi.g  E = ρL.m.g/µP   600 = 1.m.10/1,1   m = 60.1,1 = 66 kg.

26. Um objeto, cujo volume é 1,0 m3, fica com 70% de seu volume imerso ao ser colocado flutuando em água, a qual tem densidade de 1.103 kg/m3. Neste caso pode-se afirmar que o empuxo realizado pela água sobre esse objeto é, em N, mais próximo de: (considere, caso necessário, g = 10 m/s2).
E = µL.Vi.g = 1.103.0,7.1.10 = 7.103 N.

27. Na figura abaixo, vê-se um sólido em suspensão com uma parte A imersa em água e outra B, imersa em óleo. O empuxo hidrostático recebido pelo sólido é igual, em módulo:


a) ao peso do volume A de água deslocada.
b) ao peso do volume B de óleo deslocado.
c) à soma dos pesos da água e do óleo deslocados.
d) à diferença dos pesos da água e do óleo deslocados.
E = PA + PB.

28. A figura mostra uma esfera presa por um fio ao fundo de um recipiente cheio de água. Sendo P o peso da esfera e E o empuxo por ela recebido, o módulo da força de tração no fio (de massa desprezível) é:
                                               
a) P        b) E        c) E + P        d) E – P
T + P = E  T = E – P.

29. Em um balde com água, que esta sobre uma balança, e colocado um quilograma de ferro, de densidade ρ = 7,8 x 103 kg/m3, suspenso por um fio de massa desprezível, que esta preso a uma plataforma, conforme a figura abaixo:

Estando o ferro totalmente submerso e parado, a variação no peso medido pela balança, quando da imersão do ferro, e aproximadamente (considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s2 ):

a) ZERO       b) 1,3 N       c) 7,8 N       d) 10,0 N
V = m/µB = 1/7,8 x 103 m3.
E = µL.g.Vi = 103.(1/7,8 x 103).10 = 10/7,8 = 1,3 N.

“O único lugar onde o sucesso vem antes do trabalho é no dicionário”. [ Albert Einstein ]

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