Pressão Hidrostática
Lista de 10 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Pressão Hidrostática com questões de Vestibulares.
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1. (UNICAMP) Texto comum à questão
Drones vêm sendo utilizados por empresas americanas para monitorar o ambiente subaquático. Esses drones podem substituir mergulhadores, sendo capazes de realizar mergulhos de até cinquenta metros de profundidade e operar por até duas horas e meia.
Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água (T) em função da profundidade (d), a partir da superfície (d = 0), como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados).
Considere que a densidade da água é p = 1000 kg/m³ e constante para todas as profundidades medidas pelo drone.
Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superfície e uma profundidade para a qual a temperatura da água é T = 19º C?
- 1,4 x 10³ Pa.
- 20 x 104 Pa.
- 40 x 104 Pa.
- 7,0 x 104 Pa.
Resposta: D
Resolução:
2. (PUC-RS) No oceano a pressão hidrostática aumenta aproximadamente uma atmosfera a cada 10 m de profundidade. Um submarino encontra-se a 200 m de profundidade, e a pressão do ar no seu interior é de uma atmosfera. Nesse contexto, pode-se concluir que a diferença da pressão entre o interior e o exterior do submarino é, aproximadamente, de
- 200 atm
- 100 atm
- 21 atm
- 20 atm
- 19 atm
Resposta: D
Resolução:
03. (UDESC) A figura abaixo mostra um tubo aberto em suas extremidades, contendo um único líquido em equilíbrio.
Assinale a alternativa correta com relação às pressões PA, PB, PC e PD nos pontos A, B, C e D situados sobre a mesma linha horizontal, conforme mostra a figura acima.
- PA = PB = PC < PD
- PA = PB = PC = PD
- PA PB = PC = PD
- PA = 2PB = 3PC = 4PD
- 4PA = 3PB = 2PC = PD
Resposta: B
Resolução: A pressão em um líquido em equilíbrio é constante em um plano horizontal. Portanto, a pressão em todos os pontos A, B, C e D, situados na mesma linha horizontal, é igual. A pressão é transmitida de maneira uniforme em todas as direções em um fluido incompressível em equilíbrio.
4. (UDESC) Certa quantidade de água é colocada em um tubo em forma de U, aberto nas extremidades. Em um dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de densidade maior que a da água e ambos não se misturam. Assinale a alternativa que representa corretamente a posição dos dois líquidos no tubo após o equilíbrio.
Resposta: D
Resolução:
05. (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:
- 0,0016 mmHg
- 0,016 mmHg
- 0,156 mmHg
- 15,6 mmHg
- 156 mmHg
Resposta: E
Resolução:
06. (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.
- 2,5.10³ g/cm³
- 5,0 g/cm³
- 6,75 g/cm³
- 2,5 g/cm³
- 2,5.10-³ g/cm³
Resposta: D
Resolução:
P=P(ATM) + d * G * H
300000 = 100000 + d * 10 * 8
300000 - 100000 = 80d
80d = 200000
d = 20000/8
d = 2500kg/m³
Vamos converter, basta dividir o valor de massa / volume por 1000.
2500/1000 = 2,5 g/cm³
07. (UFPR) Uma tarefa de rotina em depósitos de combustíveis consiste em retirar uma amostra de líquido dos tanques e colocar em provetas para análise. Ao inspecionar o conteúdo de um dos tanques de um certo depósito, observou-se na parte inferior da proveta uma coluna de 20 cm de altura de água e, flutuando sobre ela, uma coluna com 80 cm de altura de óleo. Considerando a densidade da água igual a 1,00 g/cm³, a do óleo igual a 0,80 g/cm³, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s² e a pressão atmosférica igual a 1,01 · 105 Pa, a pressão hidrostática no fundo desse tubo é:
- 1,094 · 105 Pa
- 9,41 · 105 Pa
- 1,03 · 105 Pa
- 1,66 · 105 Pa
- 0,941 · 105 Pa
Resposta: A
Resolução:
Para encontrar a pressão hidrostática no fundo do tubo, você pode usar a fórmula da pressão hidrostática:
P = ρ * g * h
onde:
P é a pressão hidrostática,
ρ é a densidade do líquido,
g é a aceleração devida à gravidade, e
h é a profundidade da coluna de líquido.
Primeiro, vamos calcular a pressão devido à água. A densidade da água é de 1,00 g/cm³, o que é igual a 1000 kg/m³ (já que 1 g = 0,001 kg e 1 cm³ = 0,000001 m³). A profundidade da coluna de água é de 20 cm, que é igual a 0,20 metros.
P1 = ρ * g * h
P1 = 1000 kg/m³ * 10 m/s² * 0,20 m
P1 = 2000 N/m²
Agora, vamos calcular a pressão devido ao óleo. A densidade do óleo é de 0,80 g/cm³, o que é igual a 800 kg/m³. A profundidade da coluna de óleo é de 80 cm, que é igual a 0,80 metros.
P2 = ρ * g * h
P2 = 800 kg/m³ * 10 m/s² * 0,80 m
P2 = 6400 N/m²
A pressão total no fundo do tubo é a soma das pressões devido à água e ao óleo:
P_total = P1 + P2
P_total = 2000 N/m² + 6400 N/m²
P_total = 8400 N/m²
Agora, vamos converter a pressão para pascals (Pa), já que 1 N/m² = 1 Pa:
P_total = 8400 Pa
Finalmente, somamos a pressão atmosférica (1,01 × 105 Pa) para obter a pressão hidrostática no fundo do tubo:
P_final = P_total + Pressão atmosférica
P_final = 8400 Pa + 1,01 × 105 Pa
P_final = 1,094 × 105 Pa
Portanto, a pressão hidrostática no fundo do tubo é de 1,094 × 105 Pa. A alternativa correta é "1,094 × 105 Pa".
08. (U. F. Viçosa-MG) Um mergulhador profissional pode ser submetido a uma pressão máxima de 5 · 105 N/m², sem que ocorram danos a seu organismo. Considerando a pressão atmosférica igual a 105 N/m², a aceleração da gravidade g = 10 m/s² a densidade da água ρ = 10³ kg/m³, podemos, afirmar que a profundidade máxima recomendada a esse mergulhador é de aproximadamente:
- 450 m
- 30 m
- 100 m
- 200 m
- 40 m
Resposta: E
Resolução:
Para determinar a profundidade máxima recomendada a esse mergulhador, podemos usar a fórmula da pressão hidrostática:
P = ρ * g * h
Onde:
P é a pressão hidrostática,
ρ é a densidade do fluido,
g é a aceleração devido à gravidade, e
h é a profundidade.
A pressão máxima que o mergulhador pode suportar é de 5 × 105 N/m², e a pressão atmosférica é de 1 × 105 N/m². A densidade da água é de 10³ kg/m³, e a aceleração da gravidade é de 10 m/s².
Vamos usar esses valores para calcular a profundidade máxima (h):
P máximo = P atmosférica + ρ * g * h máximo
5 × 105 N/m² = 1 × 105 N/m² + 10³ kg/m³ * 10 m/s² * h máximo
Agora, vamos isolar h máximo:
4 × 105 N/m² = 10³ kg/m³ * 10 m/s² * h máximo
4 × 105 N/m² = 104 kg/m³ * h máximo
Agora, podemos calcular h máximo:
h máximo = (4 × 105 N/m²) / (104 kg/m³)
h máximo = 4 × 101m
h máximo = 40 m
09. (UFMT) Todos os recipientes a seguir estão preenchidos à mesma altura h por um líquido de mesma densidade. A partir dessas informações, assinale a afirmativa correta.
- No recipiente II, a força que o líquido exerce sobre a base é igual ao peso do líquido.
- A pressão que o líquido exerce sobre a base é maior nos recipientes IV e V que nos outros.
- A pressão que o líquido exerce sobre a base é menor no recipiente III que nos outros.
- A força que o líquido exerce sobre a base dos recipientes independe da área das bases.
- Em todos os recipientes a força sobre a base é menor que o peso do líquido.
Resposta: A
Resolução:
10. (Unifor-CE) O gráfico da pressão p exercida num ponto de um líquido incompressível contido num reservatório, em função da distância d do ponto à superfície do líquido, está representado corretamente em:
Resposta: A
Resolução:
O gráfico da pressão (P) exercida num ponto de um líquido incompressível em função da distância (d) do ponto à superfície do líquido deve ser uma linha reta inclinada.
A relação entre pressão e profundidade em um líquido incompressível é descrita pela seguinte fórmula:
P = ρ * g * d
Onde:
P é a pressão.
ρ é a densidade do líquido.
g é a aceleração devido à gravidade.
d é a distância da superfície do líquido.
Como podemos ver na fórmula, a pressão (P) é diretamente proporcional à profundidade (d). Isso significa que, à medida que a profundidade aumenta, a pressão também aumenta linearmente. Portanto, o gráfico deve ser uma linha reta inclinada com um ângulo positivo, representando o aumento constante da pressão à medida que a profundidade aumenta.