Questões de Concurso sobre Hidrostática

A navegação de embarcações de grande porte no Rio Negro durante períodos de seca é muito comprometida, pois a profundidade máxima segura cai para 8,0 m em certos trechos da rota. Considere que uma Balsa Graneleira Padrão Brasil, com 110,0 m de comprimento, 18,0 m de boca (largura) e 9,0 m de pontal (altura) possui um calado de projeto (profundidade do casco) de 8,5 m em carga máxima, que é de 13.500 toneladas. A massa da embarcação vazia é de 1.200 toneladas. Por questões de segurança, mantém-se uma margem de 2,0 m entre o calado da barcaça e o fundo do rio, para evitar encalhes e danos ao casco.

Considerando a densidade da água 1000 kg/m³ e a aceleração de gravidade 10 m/s², é correto afirmar que apresenta o percentual de redução da carga em relação à capacidade máxima, para ser possível a navegação, entre

Em uma usina hidrelétrica, a geração de eletricidade envolve uma sequência de transformações de energia: a energia potencial gravitacional da água represada é convertida em energia cinética ao descer pelo duto, que por sua vez movimenta as turbinas (energia mecânica), e o gerador finalmente converte a energia mecânica em energia elétrica.

A figura mostra um recipiente em forma de um prisma triangular reto que não possui a face inferior (a que estaria em contato com o plano). Água é despejada dentro dele pelo pequeno orifício junto à aresta superior. Apesar de ser aberto embaixo, a água não escoa para fora dele, pois a superfície horizontal perfeitamente lisa sobre a qual se apoia causa vedação. As faces triangulares frontal e traseira possuem 40 cm de base e 60 cm de altura, e a distância entre elas é de 1 m. A pressão hidrostática, que exerce força sobre as faces laterais, consegue começar a erguer o recipiente quando a água atinge um nível igual à metade de sua altura. A massa do recipiente é de:

Em um sistema hidráulico de freios de um caminhão de grande porte, o pedal aciona um êmbolo que transmite pressão a um fluido incompressível, responsável por acionar os freios nas rodas. O êmbolo ligado ao pedal possui área de 5 cm², enquanto o êmbolo que atua sobre o sistema de frenagem possui área de 250 cm². Ao pressionar o pedal, o motorista aplica uma força de 200 N sobre o êmbolo menor. Considere o fluido em repouso, despreze perdas e diferenças de altura entre os êmbolos. Determine a força exercida pelo fluido sobre o êmbolo maior.

Em uma experiência sobre hidrostática, três blocos (A, B e C) de mesmo volume foram colocados sobre a água de um tanque, onde ficaram em repouso, conforme o esquema abaixo. Os volumes de água deslocados nas figuras 1, 2 e 3 foram de 30% do volume de A, 40% do volume de A e 50% do volume de B, respectivamente.

Considerando g = 10,0 m/s² e a densidade da água 103 kg/m³, assinale a alternativa que apresenta os valores das densidades dos blocos A, B e C, nessa ordem.

Nas condições típicas de clima no Brasil, espécies do gênero Eucalyptus estão entre as árvores com altas taxas de evapotranspiração por unidade de área plantada. Considere uma única árvore de eucalipto que transporte água até as folhas e libere, por transpiração, 36 litros de água por dia. Esse elevado fluxo de água está associado ao rápido crescimento dessas espécies e levanta discussões relevantes sobre o uso sustentável dos recursos hídricos em determinadas regiões. Suponha, em uma idealização simplificada, que essa água seja elevada desde as raízes até as folhas a uma altura média de 24 m, e que esse processo ocorra apenas durante 12 h por dia. Desprezando perdas e adotando a densidade da água igual a 1000 kg/m³ e g = 10 m/s², assinale a alternativa que apresenta corretamente a potência média associada ao aumento da energia potencial gravitacional da água:

Examine as figuras abaixo.

A figura 1 representa um bloco A que está suspenso por um fio preso a um dinamômetro e um recipiente contendo um fluido que está sobre uma balança. A leitura no dinamômetro é F = 5,0 N e a leitura na balança indica que a massa do recipiente e do fluido (juntos) é 5,0 kg. A figura 2 representa uma nova situação: o bloco A está imerso no mesmo fluido da figura 1 e o dinamômetro registra F' = 1,8 N. Assim, assinale a opção que apresenta a leitura da balança, em kg.

Dado: g = 10 m/s².

Em uma usina hidrelétrica, o movimento da água faz girar as turbinas, que ativam os geradores, e, assim, essa energia é transformada em energia elétrica.

O texto acima descreve a obtenção de energia elétrica através da transformação da energia presente na água em movimento, que é a energia

Em um experimento, um estudante levanta um objeto de 5 kg a uma altura de 2 metros em 10 segundos, enquanto outro estudante levanta um objeto idêntico à mesma altura em 5 segundos. Do ponto de vista da Física, embora ambos realizem o mesmo trabalho, o segundo estudante desenvolve uma potência maior.

Um bloco homogêneo de madeira com 12 litros de volume e densidade ρ_madeira = 0,75 g/cm³ flutua parcialmente submerso em óleo, cuja densidade é ρ_óleo = 0,90 g/cm³ .

Com base nessa situação hipotética, assinale a opção que corresponde ao volume do bloco que fica submerso no óleo.

Para analisar um líquido em repouso, contido em um recipiente aberto, um pesquisador verificou a variação da pressão hidrostática P, em função da profundidade h, no interior do líquido. Observe, no gráfico, os resultados encontrados e, na tabela, valores da densidade de quatro líquidos:

Considere a aceleração da gravidade local igual a 10,0 m/s² e a pressão atmosférica igual a 1,0 x 10⁵ N/m².

Com base nos dados apresentados, utilizou-se no experimento o seguinte líquido:

No Encontro das Águas, em Manaus, o Rio Negro (água mais quente, escura e menos densa) corre ao lado do Rio Solimões (água mais fria, barrenta e um pouco mais densa), sem se misturar rapidamente.

Considere dois pontos à mesma profundidade, um em cada rio, imediatamente antes do encontro e desprezando variações de velocidade vertical, e avalie o que se afirma sobre o valor da pressão hidrostática nesses dois pontos.

I- Maior no ponto do Rio Negro, por ele ser mais quente.

II- Menor no ponto do Rio Negro, pela densidade da água ser ligeiramente menor.

III- Menor no ponto do Solimões, por ele ser mais frio.

IV- Maior no ponto do Solimões, pela densidade da água ser ligeiramente maior.

V- Igual nos dois pontos, pois a pressão depende apenas da profundidade.

Está correto apenas o que se afirma em

Em estudos oceanográficos, a variação da densidade da água com a profundidade é um fator crítico. Considere uma fossa oceânica com profundidade $h=10km$. Sabendo que a densidade da água na superfície é ρ₀ = 1000 kg/m³ e o seu módulo de elasticidade volumétrico é B = 2,0 × 10⁹ Pa, determine o aumento percentual na densidade da água no fundo da fossa em relação à superfície.

Considere g = 9,8 m/s² e assuma, para uma primeira aproximação do cálculo da variação da pressão no fundo da fossa, que a água tem densidade média aproximadamente igual a ρ₀.

Em um laboratório de materiais, um pequeno objeto é colocado para flutuar em um recipiente contendo mercúrio. Observa-se que apenas 1/8 do volume do objeto fica submerso nesse líquido. Em seguida, adiciona-se cuidadosamente querosene ao recipiente até que o objeto fique totalmente coberto, passando a flutuar na interface entre os dois líquidos, que são imiscíveis.

Considere:

densidade do mercúrio: d_Hg densidade do querosene: d = 13,6 g/cm³;

densidade do querosene: d_querosene = 0,74 g/cm³

Determine a porcentagem do volume do objeto que permanece submersa no mercúrio após a adição do querosene.

Um experimento foi realizado para se determinar a densidade p_L de um determinado líquido. Para atingir este objetivo, o líquido, à temperatura e pressão ambientes, foi despejado acima de um pistão de modo que todo o espaço na porção superior do cilindro ficou completamente preenchido, conforme mostra a figura.

O pistão de área de seção transversal A = 0,004m², altura e massa desprezíveis separa o líquido de um gás ideal contido no interior do cilindro. Inicialmente, o conjunto está em equilíbrio. Ao ser lentamente aquecido, o gás se expande fazendo com que parte do líquido na parte superior seja despejada pela borda do cilindro.

Assuma a gravidade com módulo g = 10m/s², e que, em um instante qualquer, a pressão atuando na parte superior do pistão é igual à soma da pressão atmosférica com a pressão hidrostática do líquido. Determine a densidade do líquido, em kg/m³, sabendo que, após o experimento, verificou-se que o volume do gás aumentou em 0,01m³, enquanto a pressão do gás diminuiu em 50kPа.

O arco-íris é um fenômeno natural que ocorre quando a luz solar atravessa gotículas de água na atmosfera, que funcionam como pequenos prismas, decompondo a luz branca em várias cores. Esse fenômeno está relacionado ao tipo de espectro formado pela luz. Sobre esse fenômeno, assinale a alternativa CORRETA.

Um reservatório é dividido em duas câmaras por uma parede vertical móvel, sem atrito, de altura H = 1,0 m. Essa parede está ligada à parede lateral esquerda por uma mola de constante elástica k = 5000 N/m. Quando a mola está relaxada, o piso da câmara direita tem dimensões L x b com L = 2,0 m e b = 1,0 m.

Água (d = 1000 kg/m³) é despejada lentamente na câmara direita. Determine o volume máximo de água que pode ser armazenado na câmara direita sem que a água passe para a outra câmara. Adote g = 10 m/s².

Considere um bloco de madeira que flutua na água, em equilíbrio estático, de modo que apenas um quarto do seu volume total fica fora do líquido. Qual será a proporção do volume que ficará submerso quando o mesmo bloco é colocado no óleo de canola? Assinale a alternativa correta:

(Dados: densidade da água 1,00 g/cm³ e densidade do óleo de canola 0,92 g/cm³.)

Um cilindro circular reto e um cone circular reto possuem raios da base iguais e alturas iguais. Ambos são homogêneos e feitos do mesmo material, cuja densidade vale 64% da densidade da água. Os dois objetos flutuam em equilíbrio estável na água, com o cilindro na vertical e o cone com o seu vértice voltado para baixo.

Após um deslocamento vertical muito pequeno a partir da posição de equilíbrio, ambos são liberados. Desprezando perdas de energia, é correto afirmar que:

Em um fluido incompressível em equilíbrio hidrostático, a pressão em um ponto depende exclusivamente da altura da coluna de fluido acima dele e da densidade do fluido, sendo independente da forma do recipiente.