Questões de Concurso Sobre estática e hidrostática em física

O consumo energético primário da humanidade (energia extraída das fontes entre elas, por exemplo, petróleo, carvão, gás e fontes renováveis) é estimado hoje estar por volta de 500EJ por ano (E, exa, 1018). Por sua vez a energia solar total irradiada anualmente sobre o planeta terra é de cerca de 4x10⁶ EJ. Em caráter de comparação de escala, se utilizássemos cada uma dessas duas quantidades anuais de energia separadamente (consumo primário da humanidade e solar) para aquecer idealmente toda a água disponível na Terra, de cerca de 1 x 10₉ km³ (considerando que estivesse em estado líquido com calor específico de 4J/gºC, densidade d=1000kg/m³ ), a elevação da temperatura da água seria da ordem de:

A hidreletricidade ocupa posição central na matriz energética brasileira. A usina de Itaipu em particular é a maior usina hidrelétrica em operação no país e conta com um desnível (em relação às turbinas) para seu nível máximo de cerca de 200 m. A densidade da água é de 1kg/litro, admitindo o caso com o reservatório em sua capacidade máxima e que não houvesse perda de energia na cadeia de transformação da energia potencial da água em energia elétrica e no seu transporte ao local de consumo, a quantidade de litros de água que precisaria atravessar as turbinas da usina para abastecer a energia elétrica consumida por um chuveiro de 7500W operando a 80% de sua potência máxima durante um banho de 10min é de:

A variação do volume de bolhas de ar em um meio líquido como o sangue depende da pressão do meio externo sobre as paredes da bolha e está associada a problemas graves de saúde como a embolia pulmonar gasosa, e consiste de um problema muito estudado na literatura médica, biológica e biofísica. Considere que pequenas bolhas de gás ideal são formadas no fundo de um recipiente com uma coluna de água de 20cm. Ao se desprenderem do fundo irão pela ação do empuxo serem trazidas à superfície que está à pressão de 1atm = 105 Pa. Considere a densidade da água de 1000 kg/m³ e g = 10m/s² . A temperatura do fluido ao longo do recipiente é constante. O aumento percentual no volume da bolha será de:

Considere uma barragem plana como a do esquema da Figura. O elemento diferencial da força exercida pelo fuido a uma altura z em relação ao fundo segue a expressão dF = p(z)dA, com dA = Ldz (elemento de área da barragem de largura L). A pressão p(z) é dada pela lei (ou teorema) de Stevin. A partir da integração da força ao longo da coordenada z de z=0 até a altura da coluna d’água, z=h temos a força total exercida pela coluna de água de altura h sobre a barragem. Considere uma barragem de comprimento L=20m, h=20m, e os valores de densidade da água de d=1000kg/ m³ e g=10m/s² . A expressão matemática da força total sobre a barragem devida a coluna d’água e seu valor físico para essa particular barragem são dados por:

Em laboratórios é muito comum o emprego de centrífugas para acelerar o processo de decantação de particulados suspensos em solução ou de separação de líquidos em misturas. Para um experimento didático prende-se ao eixo de uma centrífuga de eixo R = 10cm através de um pino posicionado muito próximo a uma das arestas de um quadrado de acrílico uniforme de lado a=3cm e massa de 100g. Se o atrito entre o corpo e o pino que o fxa ao eixo rotor é desprezível, considerando π=3, e que a inclinação do corpo seja de θ = 45° com a centrífuga em operação, a respeito da frequência de rotação da centrífuga e a dependência do resultado com as dimensões do corpo, assinale a alternativa correta.:

Como se sabe da vida prática um parafuso ou uma rosca quando oxidado podem concentrar forças resistivas bastante altas. Considere a situação em que uma pessoa ira utilizar o seu peso subindo sobre uma chave de boca no ponto indicado por X no desenho abaixo

Suponha que a chave tem dimensões A=15cm, B=30cm, C=6cm, a pessoa tem massa de 70kg. O diâmetro da rosca do parafuso, onde se aplica a força efetiva de resistência nos sulcos, é de 1cm a força efetiva é perpendicular ao eixo de rotação do parafuso. Com a chave paralela ao chão (90º com a vertical) ocorre a iminência do destravamento do parafuso. Considere g = 10m/s² , e se, necessário, √409 ≈ 20 e √73 ≈ 8,5. Assinale a alternativa correta

Os estados da matéria representam a forma em que um elemento se encontra a uma determinada temperatura e pressão. São cinco os estados físicos da matéria aceitos pelos cientistas atuais: o sólido, o líquido, o gasoso, o plasma e o condensado de Bose-Einstein. Sobre o estado sólido, analise as afirmativas abaixo e assinale a alternativa correta.

I. Os sólidos conservam sua forma, porém não conservam seu volume ao longo do tempo – vide o caso do gelo.

II. A diferença entre os estados físicos está na forma de organização das moléculas, quanto maior a agitação molecular, mais organizada é a estrutura cristalina.

III. Sólidos mantém suas partículas constituintes dispostas em um arranjo interno regularmente ordenado.

IV. O arranjo interno das moléculas ou átomos é chamado retículo cristalino ou estrutura cristalina.

V. A passagem do estado sólido para o estado líquido chama-se fusão e a passagem do estado sólido para o gasoso chama-se sublimação.

Assinale a alternativa que contém as afirmações verdadeiras:

Considerando-se g = 10 m/s² , a pressão manométrica atuante na válvula de um reservatório de óleo lubrificante (ρ = 880 kg/m³ ), posicionada a 5 m abaixo da superfície livre do óleo, expressa em kPa, é

A pressão pode também ser obtida pela expressão p = .g, na qual é o peso específico do fluido.

Essa propriedade representa a(o)

A viga ABC mostrada na Figura abaixo está sob a ação de uma força F, conforme indicado.

Pela ação da força F, a força reativa no apoio B tem o sentido do eixo y, enquanto as duas componentes da força reativa no apoio A têm direções paralelas aos eixos x e y, sendo uma no sentido do eixo

Em uma determinada pesquisa, é necessário levar à superfície uma caixa de 200 kg e 8,00 x 10^-2 m³ que se encontra no fundo do mar. Para facilitar a subida, amarra-se à caixa um balão inextensível totalmente cheio de ar. Dessa forma, o conjunto sobe com velocidade constante.

Desprezando-se o peso do balão e do ar no seu interior, bem como a viscosidade do mar, o valor aproximado do volume do balão, em m³, é

Dados aceleração da gravidade = 10,0 m-s^~2

densidade da água do mar = 1,00 x 10³ kg-m ³

Considere a viga horizontal de 2 m de comprimento e seção retangular de 20 mm de largura por 50 mm de altura, engastada em uma de suas extremidades conforme a ilustração abaixo.

Atuam sobre ela uma carga distribuída de 50 N/m (na direção vertical e no sentido para baixo), aplicada na sua metade mais distante do engaste, e uma carga concentrada de 50 N (na mesma direção e sentido da carga distribuída) aplicada a 1,5 m do engaste. As magnitudes das reações no engaste e da tensão normal máxima na direção do seu comprimento são respectivamente:

A figura mostra um bloco de massa m = 10 kg suspenso por três cordas. O sistema se encontra em equilíbrio. Sabendo que θ₁ = 30° e θ₂ = 45°, marque a alternativa que contém o valor correto de tração, (considere a aceleração gravitacional sendo 10 m/s²)

Em uma observação astronômica, foi visto um novo asteroide e, com base nos astros ao seu redor, foram identificadas três forças de atração gravitacional relevantes sobre ele. A imagem abaixo indica essas forças atuando no centro de massa do asteroide.

Sabendo que o ângulo entre F1 e F2 é 30° e que o de F2 e F3 é 90°, assim como seus módulos são F1 = 2000 N, F2 = 980 N e F3 = 4600 N, qual o módulo do vetor força resultante?

(Dados: sen 30° = 0,50; cos 30° = 0,86)

Na figura abaixo, a linha tracejada representa aproximadamente o movimento do centro de massa de um corpo ao descer um degrau de escada (por exemplo, uma bola de futebol). O corpo está representado nas posições inicial (x₁,y₁) e final (x₃,y₃) do movimento. Considere nulas as forças de atrito e a resistência do ar e que as distâncias L₁ = x₂ - x₁ e L2 = x₃ - x₂ sejam iguais. 

                    

Em relação à dinâmica do corpo, é correto afirmar:

Uma esfera de massa igual a 2kg está presa a uma das extremidades de uma haste rígida de comprimento igual a 50cm. A outra extremidade da haste está fixa em um eixo de modo que a haste pode oscilar num plano vertical. Quando a haste fizer um ângulo de 30° com a vertical, qual será o valor do torque exercido pela força gravitacional em relação ao eixo? Obs.: considere a massa da haste desprezível.

Um objeto de massa 10 kg está pendurado por três cabos, conforme ilustra a figura. Os cabos 1 e 2 fazem um ângulo α = 30º e β = 60º com a horizontal. Considerando o caso em que α = 30° e β = 60°, determine a tensão no cabo 1. Adote g=10m/s2 .

A água flui continuamente de um tanque aberto. A altura de um ponto da superfície livre do líquido, ponto 1 da figura, ao nível do solo plano e horizontal é de 12,0m. O ponto 2 da figura, localizado na saída do reservatório, encontra-se a 2,2m do nível do solo. A área da seção reta do tubo no ponto 2 é de 200cm² . O diâmetro do tanque é muito maior que o diâmetro do tubo por onde a água está escoando. Considere g=9,8m/s² e a densidade da água igual a 1,00x103 kg/m³ . Supondo que a equação de Bernoulli seja aplicável nessa situação, determine a vazão volumétrica no ponto 2.

Um cano cilíndrico encontra-se no chão de uma casa e possui um diâmetro d. O cano transporta água a uma pressão de 10 atm e velocidade 2m/s. Num determinado ponto, o cano estreita o seu diâmetro para d/2. Considerando que a densidade da água vale 1000kg/m³, podemos afirmar que a pressão da água na parte estreita do cano vale aproximadamente:

Uma esfera maciça de densidade d₁ e massa m se encontra dentro de um recipiente que contém um líquido de densidade d₂ , de modo que d₂ =4.d1 . A esfera está presa no fundo deste recipiente por um fio. A distância da esfera até a superfície do líquido é H. Considere que o diâmetro da esfera é muito menor que H. Se o fio for cortado, desconsiderando as forças de viscosidade entre o líquido e a esfera e que aceleração da gravidade é g, podemos afirmar que o tempo gasto para que a esfera chegue até a superfície do líquido é dado pela expressão: