Princípios de Pascal e de Arquimedes: prensa e empuxo

Física, 2ª série: Princípios de Pascal e de Arquimedes: prensa e empuxo

1. Em um elevador hidráulico de oficina, o pistão menor tem área de 10 cm² e o maior, de 500 cm², como mostra a figura.

   

   Para erguer um carro de 1 000 kg com velocidade constante (g = 10 m/s²), a força F que deve ser aplicada no pistão menor é de

   1. a200 N
   2. b10 000 N
   3. c500 000 N
   4. d20 N
   5. e2 000 N

2. No mesmo tipo de elevador hidráulico, com pistões de áreas 10 cm² e 500 cm², o pistão menor é empurrado para baixo 25 cm. Considerando o líquido incompressível, o pistão maior sobe

   1. a25 cm
   2. b1 250 cm
   3. c0,50 cm
   4. d5,0 cm
   5. e50 cm

3. No sistema de freio hidráulico de um carro, o motorista pisa no pedal e as quatro rodas são freadas ao mesmo tempo. Isso é possível porque

   1. ao fluido de freio se comprime e armazena a força do pedal
   2. bo acréscimo de pressão no fluido é transmitido integralmente a todos os pontos do circuito
   3. ca força do pé é dividida igualmente entre as quatro rodas, ficando quatro vezes menor
   4. do fluido de freio aquece e se dilata, empurrando as pastilhas
   5. eo ar dentro das mangueiras transmite a força com mais eficiência que um líquido

4. Um objeto de 2,0 L de volume é mantido totalmente submerso em água (densidade 1,0 · 10³ kg/m³; g = 10 m/s²). O empuxo sobre o objeto vale

   1. a2,0 N
   2. b2 000 N
   3. c200 N
   4. d20 N
   5. e0,20 N

5. Uma pedra de 5,0 kg e volume de 2,0 L é pendurada em um dinamômetro e mergulhada totalmente em água (densidade 1,0 · 10³ kg/m³; g = 10 m/s²). A leitura do dinamômetro, isto é, o peso aparente da pedra, é

   1. a30 N
   2. b50 N
   3. c70 N
   4. d20 N
   5. e48 N

6. O gelo tem densidade de cerca de 0,92 g/cm³ e a água do mar, de cerca de 1,03 g/cm³. Para um iceberg em equilíbrio, flutuando, a fração do seu volume que fica submersa é de aproximadamente

   1. a11%
   2. b92%
   3. c100%
   4. d50%
   5. e89%

7. Um navio de aço, cuja densidade é cerca de 7,8 g/cm³, flutua no mar, enquanto uma barra maciça do mesmo aço afunda. A explicação é que

   1. ao aço do navio passa por um tratamento que reduz sua densidade abaixo de 1 g/cm³
   2. bcom o casco oco, a densidade média do navio fica menor que a da água
   3. co navio flutua porque o motor o empurra continuamente para cima
   4. da água do mar sustenta qualquer objeto grande, independentemente da densidade
   5. eo empuxo sobre o navio é menor que seu peso, o que o mantém na superfície

8. Para submergir, um submarino enche de água seus tanques de lastro; para voltar à superfície, expulsa essa água com ar comprimido. Ao encher os tanques, o submarino

   1. adiminui o empuxo, pois a água nos tanques reduz o volume externo
   2. baumenta seu volume e, assim, o empuxo
   3. ctorna-se mais leve, pois a água dos tanques empurra o casco para baixo
   4. daumenta sua densidade média, que passa a superar a da água
   5. eanula a pressão da água sobre o casco

9. Um densímetro simples, feito com um canudo com um peso na ponta, tem massa de 60 g. Na água pura (1,0 g/cm³), ele flutua com 60 cm³ submersos. Em uma solução de água com sal, flutua com 50 cm³ submersos. A densidade da solução é

   1. a0,83 g/cm³
   2. b1,2 g/cm³
   3. c1,0 g/cm³
   4. d1,1 g/cm³
   5. e3,0 g/cm³

10. Conta-se que Arquimedes recebeu a tarefa de descobrir se a coroa de um rei era de ouro puro. Suponha que a coroa pese 10,0 N no ar e 9,4 N quando totalmente mergulhada em água (densidade 1,0 · 10³ kg/m³; g = 10 m/s²).
    a) Calcule o empuxo e o volume da coroa.
    b) Calcule a densidade da coroa.
    c) Sabendo que a densidade do ouro é cerca de 19,3 · 10³ kg/m³, a coroa é de ouro puro? Justifique.

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