Aprofundamento de Estudos - ENEM
Hidrostática
ESCOLA ESTADUAL “JOÃO XXIII”
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APROFUNDAMENTO DE ESTUDOS - ENEM
FÍSICA
HIDROSTÁTICA
PROFESSORA: MARILENE MARIA DE CARVALHO
Densidade
Densidade
Ex.1)
Um recipiente cúbico tem 10cm de aresta. Assinale a
INCORRETA.
(A) O volume do recipiente é de 1L.
(B) A máxima quantidade de gasolina que o recipiente pode conter é
de 700g.
(C) Se o recipiente estiver cheio de Hg, ele conterá 13,6kg deste
líquido.
(D) Se 2kg de areia enchem completamente o recipiente, a densidade
desta areia é 2g/cm³.
(E) Colocando-se 800g de água no recipiente, ele atingirá uma altura
de 6cm.
1 g/mL = 1 g/cm³ = 1.103 kg/m³
1 L = 1 dm³
Escola Estadual João XXIII
Profª Marilene Carvalho
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Pressão
Hidrostática
Ex.4) Com volume de 0,3m³, um bloco de chumbo está apoiado no
solo sobre uma área de 0,6m².
(A) Calcule, em kg, a massa do bloco de chumbo.
(B) Considere, g=10m/s² e calcule, em N/m², a pressão que o bloco de
chumbo está exercendo no solo.
Pressão
Pressão Atmosférica
Ex.2) A fina camada de gelo que cobria um lago se partiu quando uma
pessoa tentou atravessar esse lago, caminhando sobre o gelo. A
pessoa, entretanto, conseguiu atravessar o lago arrastando-se deitada
sobre o gelo. Explique esse fato.
Ex.3) Um faquir possui duas “camas” do mesmo tamanho, uma com
500 pregos e a outra com 1000 pregos. Baseando-se no seu conceito
de pressão, em qual das duas camas ele estaria mais
“confortavelmente “ instalado? Justifique.
Experiência de Torricelli
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Hidrostática
Pressão Atmosférica
E se Torricelli
tivesse feito o
experimento
com a água?
Experiência de Torricelli
Pressão Atmosférica
Pressão
atmosférica
x
altitude
Experiência de Torricelli
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Hidrostática
Pressão atmosférica x altitude
Ação da pressão atmosférica
Pressão atmosférica x altitude
Pressão dos líquidos
Um líquido exerce pressão em todas as direções,
sobre um corpo nele mergulhado.
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Hidrostática
Pressão nos líquidos
Pontos situados em um mesmo nível de um
líquido em equilíbrio suportam a mesma pressão.
Cálculo da
Pressão nos
líquidos
As pressões exercidas pela água no fundo de uma
piscina e no fundo de um grande lago serão iguais
se a profundidade da água neles contida for a
mesma.
Princípio Fundamental da Hidrostática:
Teorema de Stevin
Uma coluna de
um líquido, cuja
densidade é d e
cuja altura é h,
exerce
sobre
sua base uma
pressão
dada
por: p = d.g.h
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Ex.5) Um submarino encalhou a 40m de profundidade
num local onde a pressão atmosférica é 1atm. Qual a
pressão a que o submarino está submetido nessa
posição?
Ex.6) Um mergulhador persegue um peixe 5 m abaixo da
superfície de um lago. O peixe foge da posição A e se
esconde em uma gruta na posição B, conforme mostra a
figura. A pressão atmosférica na superfície da água é igual a
patm = 1,0.105 N/m². Adote g=10m/s² e dágua = 103 kg/m³.
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Hidrostática
Vasos comunicantes
Aplicações dos vasos comunicantes
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Ex.7) As figuras mostram um líquido em um recipiente.
Coloque os pontos em ordem crescente de pressão.
Pressão em líquidos imiscíveis
A pressão no fundo é
a soma das pressões
parciais que cada
líquido
exercerá
individualmente.
p = patm + µ1 . h1 . g + µ2 . h2 . g + µ3 . h3 . g
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Hidrostática
Ex.8) Determine a pressão exercida pelos líquidos no
fundo do recipiente indicado na figura. ρágua = 1 g/cm³,
ρHg= 13,6 g/cm³.
Pressão em líquidos imiscíveis
P1 = P2
Patm + µ1 . g . h1 = Patm + µ2 . g . h2
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Hidrostática
Ex.9) No diagrama mostrado a seguir, x e y representam
dois líquidos imiscíveis e homogêneos, contidos num
sistema de vasos comunicantes em equilíbrio hidrostático.
Princípio de Pascal
Assinale o valor que mais se aproxima da razão entre as
densidades do líquido y em relação ao líquido x.
a) 0,80
b) 0,90
c) 1,25
d) 2,5
Princípio de Pascal
O acréscimo de pressão exercido num ponto de um líquido
ideal em equilíbrio se transmite integralmente a todos os
pontos desse líquido.
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Prensa Hidráulica
Ex.10) Um elevador de automóveis é erguido por uma bomba
hidráulica composta por dois pistões ligados por um cano, como
mostrado na figura. O pistão mais largo tem 1m de diâmetro e o
outro, 10 cm. Sabendo que o peso do carro é 2000N, determine a
força necessária a ser aplicada no pistão menor para se levantar o
carro.
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Empuxo
Hidrostática
O problema de Arquimedes
O problema de Arquimedes
Por que aparece o empuxo?
O empuxo aparece sobre o
corpo mergulhado no líquido
porque as forças de pressão que
ele exerce sobre o corpo
apresentam maiores valores me
pontos de maior profundidade.
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Teorema
de
Arquimedes
Hidrostática
EQUILÍBRIO DE CORPOS IMERSOS E
FLUTUANTES
O peso do corpo é igual ao empuxo
Quando um corpo está
flutuando livremente
em um líquido tem-se
E = P.
Todo corpo mergulhado em um fluido recebe uma força
vertical, orientada de baixo para cima, igual ao peso da
porção de líquido deslocada pelo corpo.
Nesse caso, o corpo ficará em equilíbrio, qualquer que
seja o ponto em que for colocado. Isso acontecerá se a
densidade do corpo for igual à densidade do líquido.
EQUILÍBRIO DE CORPOS IMERSOS E
FLUTUANTES
EQUILÍBRIO DE CORPOS IMERSOS E
FLUTUANTES
O peso do corpo é maior que o empuxo
O corpo afunda no
líquido quando o
empuxo
que
ele
recebe é menor que
seu peso.
Nesse caso, o corpo descerá com aceleração constante.
Isso acontecerá se a densidade do corpo for maior que a
densidade do líquido.
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O peso do corpo é menor que o empuxo
O corpo totalmente
mergulhado sobe no
interior do líquido.
Nesse caso, o corpo subirá com aceleração constante até
ficar flutuando na superfície do líquido. Isso acontecerá se
a densidade do corpo for menor que a densidade do
líquido.
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Equilíbrio de corpos imersos e flutuantes
Ex.11) Um corpo sólido e maciço M é abandonado na superfície de
um líquido L. Verifica-se que o corpo flutua, em equilíbrio, da maneira
mostrada na figura. Sejam P o peso do corpo, E o empuxo que o
líquido exerce sobre ele, dM e dL as densidades do corpo e do líquido,
respectivamente. Considerando essas informações, é CORRETO
afirmar que
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
Hidrostática
Ex.13) Duas esferas metálicas, feitas de materiais diferentes, com o
mesmo diâmetro, uma maciça e outra oca, estão totalmente imersas
em equilíbrio num recipiente que contém água. Os empuxos nessas
esferas são iguais ou diferentes? Justifique sua resposta.
E = P e dL = dM
E = P e dL > dM
E = P e dL < dM
E > P e dL > dM
E < P e dL > dM
Ex.12) Um cubo de madeira de densidade 0,2 g/cm³ e aresta 20cm
flutua na água. Determine a altura da parte submersa do cubo.
Ex.14) Uma esfera de alumínio ocupa um volume de 300cm³ e
possui massa de 200g.
(A) Qual a densidade da esfera?
(B) Colocada numa piscina cheia de água, ela flutuará ou não?
Explique.
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Ex.15) Duas esferas maciças de mesmo diâmetro – uma
de alumínio, A (densidade 2,7), e a outra de madeira, M
(densidade 0,5) – são ligadas por um fio sem massa. O
conjunto é lançado em um tanque com água (densidade
1,0).
Hidrostática
Peso aparente de um corpo
A
configuração
de equilíbrio
estável
do
conjunto está
representada
corretamente
em
Medida experimental do empuxo
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Ex.16) Um objeto pesando 80N, quando mergulhado
totalmente em água, tem o peso aparente de 60N. Qual a
densidade do corpo?
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