LISTA – UERJ - EMPUXO
1. (Uerj 2013) Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na
qual as forças F1 e F2 atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II.
Admita que os cilindros estejam totalmente preenchidos por um líquido.
O volume do cilindro II é igual a quatro vezes o volume do cilindro I, cuja altura é o
triplo da altura do cilindro II.
A razão
F2
F1
entre as intensidades das forças, quando o sistema está em equilíbrio,
corresponde a:
a) 12
b) 6
c) 3
d) 2
2. (Uerj 2012) Um cilindro sólido e homogêneo encontra-se, inicialmente, apoiado
sobre sua base no interior de um recipiente. Após a entrada de água nesse recipiente até
um nível máximo de altura H, que faz o cilindro ficar totalmente submerso, verifica-se
que a base do cilindro está presa a um fio inextensível de comprimento L. Esse fio está
fixado no fundo do recipiente e totalmente esticado.
Observe a figura:
Em função da altura do nível da água, o gráfico que melhor representa a intensidade da
força F que o fio exerce sobre o cilindro é:
a)
b)
c)
d)
3. (Uerj 2011) Um bloco maciço está inteiramente submerso em um tanque cheio de
água, deslocando-se verticalmente para o fundo em movimento uniformente acelerado.
A razão entre o peso do bloco e o empuxo sobre ele é igual a 12,5.
A aceleração do bloco, em m/s2, é aproximadamente de:
a) 2,5
b) 9,2
c) 10,0
d) 12,0
4. (Uerj 2010) A figura a seguir representa um fio AB de comprimento igual a 100 cm,
formado de duas partes homogêneas sucessivas: uma de alumínio e outra, mais densa,
de cobre.
Uma argola P que envolve o fio é deslocada de A para B.
Durante esse deslocamento, a massa de cada pedaço de comprimento AP é medida. Os
resultados estão representados no gráfico a seguir:
A razão entre a densidade do alumínio e a densidade do cobre é aproximadamente igual
a:
a) 0,1
b) 0,2
c) 0,3
d) 0,4
5. (Uerj 2010) Uma pessoa totalmente imersa em uma piscina sustenta, com uma das
mãos, uma esfera maciça de diâmetro igual a 10 cm, também totalmente imersa.
Observe a ilustração:
A massa específica do material da esfera é igual a 5,0 g/cm3 e a da água da piscina é
igual a 1,0 g/cm3.
A razão entre a força que a pessoa aplica na esfera para sustentá-la e o peso da esfera é
igual a:
a) 0,2
b) 0,4
c) 0,8
d) 1,0
6. (Uerj 2009) Duas boias de isopor, B1 e B2, esféricas e homogêneas, flutuam em uma
piscina. Seus volumes submersos correspondem, respectivamente, a V1 e V2, e seus
raios obedecem à relação R1 = 2R2.
A razão V1/V2 entre os volumes submersos é dada por:
a) 2
b) 3
c) 4
d) 8
7. (Uerj 2008) Um recipiente cilíndrico de base circular, com raio R, contém uma certa
quantidade de líquido até um nível h0. Uma estatueta de massa m e densidade ñ, depois
de completamente submersa nesse líquido, permanece em equilíbrio no fundo do
recipiente. Em tal situação, o líquido alcança um novo nível h.
A variação (h - h0) dos níveis do líquido, quando todas as grandezas estão expressas no
Sistema Internacional de Unidades, corresponde a:
a) mñ/(ðR2)
b) m2/(ñ2ðR3)
c) m/(ñðR2)
d) ñðR4/m
8. (Uerj 2005) Para um mergulhador, cada 5 m de profundidade atingida corresponde a
um acréscimo de 0,5 atm na pressão exercida sobre ele. Admita que esse mergulhador
não consiga respirar quando sua caixa toráxica está submetida a uma pressão acima de
1,02 atm.
Para respirar ar atmosférico por um tubo, a profundidade máxima, em centímetros, que
pode ser atingida pela caixa torácica desse mergulhador é igual a:
a) 40
b) 30
c) 20
d) 10
9. (Uerj 2005) Alguns peixes podem permanecer em repouso, isto é, em equilíbrio
estático, dentro d'água. Esse fato é explicado fisicamente pelo Princípio de Arquimedes,
onde atua a força denominada empuxo.
Nessa situação de equilíbrio, a expressão que apresenta o mesmo valor tanto para
grandezas associadas ao peixe como para a água deslocada por ele é:
a) peso/área
b) massa/volume
c) peso × área
d) massa × volume
10. (Uerj 2005) Uma rolha de cortiça tem a forma de um cilindro circular reto cujo raio
mede 2 cm. Num recipiente com água, ela flutua com o eixo do cilindro paralelo à
superfície.
Sabendo que a massa específica da cortiça é 0,25 g/cm3 e que a da água é 1,0 g/cm3, a
correta representação da rolha no recipiente está indicada em:
11. (Uerj 2004) Suponha que todas as dimensões lineares de uma pessoa dobrem de
tamanho e sua massa específica fique constante.
Quando ela estiver em pé, o fator de aumento da razão entre o peso e a força de
resistência dos ossos das pernas corresponderá a:
a) 1
b) 2
c) 4
d) 8
12. (Uerj 2004) Uma moeda é encontrada por um mergulhador no fundo plano de um
lago, a 4 m de profundidade, com uma das faces, cuja área mede 12 cm 2, voltada para
cima.
A força, em newtons, exercida sobre a face superior da moeda em repouso no fundo do
lago equivale a:
a) 40
b) 48
c) 120
d) 168
13. (Uerj 2002) A razão entre a massa e o volume de uma substância, ou seja, a sua
massa específica, depende da temperatura. A seguir, são apresentadas as curvas
aproximadas da massa em função do volume para o álcool e para o ferro, ambos à
temperatura de 0°C.
Considere ρf a massa específica do ferro e ρa a massa específica do álcool. De acordo
com o gráfico, a razão ρf/ρa é igual a:
a) 4
b) 8
c) 10
d) 20
14. (Uerj 2000) As figuras a seguir mostram três etapas da retirado de um bloco de
granito P do fundo de uma piscina.
Considerando que F1, F2 e F3 são os valores das forças que mantêm o bloco em
equilíbrio, a relação entre elas é expressa por:
a) F1 = F2 < F3
b) F1 < F2 < F3
c) F1 > F2 = F3
d) F1 > F2 > F3
15. (Uerj 1998) Duas esferas, A e B, de pesos PA e PB, de mesmo volume, de materiais
distintos e presas a fios ideais, encontram-se flutuando em equilíbrio no interior de um
vaso cheio de água, conforme o desenho:
A força que o líquido exerce em A é FA e a exercida em B é FB.
Sendo assim, as relações entre os pesos PA e PB e as forças FA e FB são:
a) PA > PB e FA = FB
b) PA = PB e FA = FB
c) PA > PB e FA > FB
d) PA = PB e FA > FB
Gabarito:
Resposta da questão 1:
[A]
Pelo teorema de Pascal aplicado em prensas hidráulicas, temos:
F1
F
 2
A1 A 2
O volume dos cilindros é dado por: V  A.h.
Nas condições apresentadas no enunciado, temos:
V2  4.V1
A2.h2  4.A1.h1
A2.h  4.A1.3h
A2  12.A1
Assim:
F1
F
F
 2  2  12
A1 12A1
F1
Resposta da questão 2:
[D]
As figuras a seguir mostram as diferentes situações do cilindro.
Nas situações das figuras 1, 2 e 3 o fio ainda não está esticado (F = 0). Na situação da
figura 4, o fio começa a ser tracionado (H > L) e a intensidade da tração aumenta à
medida em que o nível da água sobe, pois o empuxo aumenta e o corpo permanece em
repouso. A partir da situação da figura 5, quando o cilindro já está totalmente coberto
pela água, o empuxo deixa de aumentar, permanecendo constante à força de tração no
fio (F = E – P).
Resposta da questão 3:
[B]
Dado:
P
 12,5.
E
Do princípio fundamental da dinâmica, vem:
P – E = m a  m g – E = m a.
Mas:
mg
P
P
 12,5  E 

.
E
12,5 12,5
Substituindo na expressão anterior:
m g
10 –
mg
2
 m a . Considerando g = 10 m/s :
12,5
10
= a  a = 10 – 0,8  a = 9,2 m/s2.
12,5
Resposta da questão 4:
[C]
Sabemos que d =
L. Então, d =
m
. Como a seção transversal é constante, o volume é dado por V = A
V
m
.
AL
Na segunda parte do gráfico, a linha se torna mais íngreme, indicando que a densidade
se torna maior. Assim, a primeira parte do gráfico representa o alumínio e a segunda
parte representa o cobre.
As densidades do alumínio e do cobre são, respectivamente: da =
96  16
4

(100  40)A 3A
2
da
2 3
6
 5A   
 0,3 .
dc 4
5 4 20
3A
Resposta da questão 5:
[C]
de = 5 g/cm3 e da = 1 g/cm3
16
2

40A 5A
e dc =
Como a esfera está em equilíbrio, N + E = P  N = P – E  N = de V g – da V g  N =
(de – da)V g
Assim:
N (de  da )Vg (de  da ) (5  1) 4



  0,8 .
P
de Vg
de
5
5
Resposta da questão 6:
[D]
Resolução
No equilíbrio a boia 1
m1.g = .g.V1
m1 = .V1
 4p 
A massa da boia pode ser retirada de sua densidade m1  1.V  1.   .R13
 3 
 4p 
1.   .R13  .V1
 3 
Expressão equivalente pode ser escrita para a boia 2
 4p 
2 .   .R23  .V2
 3 
Divididas as duas últimas expressões, considerando-se que as duas boias são de isopo,r
ou seja, 1 = 2
3
3
 R1 
 2.R2 
V1
 

 
  8
V2
 R2 
 R2 
Resposta da questão 7:
[C]
O volume de líquido deslocado, compreendido entre as alturas h e h0, é igual ao volume
da estatueta. Assim:
V(estatueta) = πR2(h-h0) = m/ρ
Desta forma:
(h-h0) = m/(ρπR2)
Resposta da questão 8:
[C]
Resposta da questão 9:
[B]
Resposta da questão 10:
[B]
Resposta da questão 11:
[B]
O peso é proporcional ao volume P’ = 8P
A força de resistência é proporcional à área F’ = 4F.
P'
P
2
F'
F
Resposta da questão 12:
[D]
Resposta da questão 13:
[C]
Resposta da questão 14:
[B]
Resposta da questão 15:
[A]