Questões Sobre Pressão - Física - concurso
Questão 61
Um garoto, na tentativa de entender o funcionamento dos
submarinos, resolve realizar uma experiência. Para isso, ele
utilizou um aquário com água, um recipiente cilíndrico de vidro
com uma tampa rosqueada que o fecha hermeticamente e uma
quantidade de areia.
Inicialmente o garoto fechou bem o recipiente “vazio” e o colocou
no fundo do aquário. Como o recipiente estava “vazio”, ele
percebeu que o mesmo subiu acelerado, até flutuar na superfície
da água.
Logo após, foi colocando aos poucos, areia no recipiente,
fechando-o e repetindo a experiência, até conseguir que o
recipiente ficasse completamente submerso, e em equilíbrio.
Com base nos dados a seguir, calcule a quantidade de areia, em
gramas, que foi necessária para atingir essa condição de
equilíbrio.
Considere:
– diâmetro do recipiente: 8 cm
– altura total do recipiente (com a tampa): 10 cm
– massa total do recipiente (com a tampa): 180 g
– densidade da água: 1 g/cm3
– π = 3
- A)180
- B)300
- C)480
- D)500
A alternativa correta é B)
Para calcular a quantidade de areia necessária para atingir a condição de equilíbrio, precisamos calcular o volume do recipiente e posteriormente a massa de água deslocada pelo recipiente quando ele está submerso.
O volume do recipiente pode ser calculado pela fórmula do volume de um cilindro: V = π × r² × h, onde r é o raio do recipiente e h é a altura do recipiente.
Primeiramente, precisamos calcular o raio do recipiente. Como o diâmetro do recipiente é de 8 cm, o raio é igual a 8 cm / 2 = 4 cm.
Agora, podemos calcular o volume do recipiente: V = π × (4 cm)² × 10 cm = 3 × 16 cm² × 10 cm = 480 cm³.
Como a densidade da água é de 1 g/cm³, a massa de água deslocada pelo recipiente é igual ao volume do recipiente em cm³, que é de 480 g.
Para que o recipiente fique em equilíbrio, a massa da areia adicionada deve ser igual à massa do recipiente (180 g) mais a massa de água deslocada (480 g) menos a massa do recipiente quando ele está "vazio" (que é igual à massa do próprio recipiente, pois ele flutuava na superfície da água).
Portanto, a massa da areia adicionada é de 480 g - 180 g = 300 g.
A resposta certa é, portanto, B) 300 g.
Questão 62
Quatro blocos exatamente iguais precisam ser empilhados
sobre uma superfície horizontal. Das alternativas a seguir,
assinale aquela que apresenta uma configuração de
empilhamento na qual o peso dos blocos exercerá menor pressão
sobre a superfície horizontal.
A alternativa correta é B)
Quatro blocos exatamente iguais precisam ser empilhados sobre uma superfície horizontal. Das alternativas a seguir, assinale aquela que apresenta uma configuração de empilhamento na qual o peso dos blocos exercerá menor pressão sobre a superfície horizontal.
- A) Um bloco sobre o outro, formando uma torre estreita.
- B) Dois blocos lado a lado, sobre os quais outros dois blocos serão colocados lado a lado, formando uma estrutura quadrada.
- C) Três blocos lado a lado, sobre os quais o quarto bloco será colocado no centro.
- D) Um bloco sobre o outro, formando uma torre inclinada.
A configuração de empilhamento que exercerá menor pressão sobre a superfície horizontal é a opção B. Isso ocorre porque a área de contato entre os blocos e a superfície é maior, distribuindo o peso de maneira mais uniforme. Além disso, a estrutura quadrada formada é mais estável e menos propensa a inclinar ou desmoronar, o que também ajuda a reduzir a pressão exercida sobre a superfície.
É importante notar que a pressão exercida sobre a superfície horizontal é diretamente proporcional à força peso dos blocos e inversamente proporcional à área de contato entre os blocos e a superfície. Portanto, quanto maior a área de contato, menor a pressão exercida.
Além disso, é fundamental considerar a estabilidade da estrutura formada ao empilhar os blocos. Uma estrutura mais estável é menos propensa a inclinar ou desmoronar, o que ajuda a reduzir a pressão exercida sobre a superfície. Nesse sentido, a opção B é a mais adequada, pois forma uma estrutura quadrada estável e com uma área de contato maior.
As outras opções não são tão eficazes em reduzir a pressão exercida sobre a superfície. A opção A, por exemplo, forma uma torre estreita que pode facilmente inclinar ou desmoronar, o que aumenta a pressão exercida sobre a superfície. A opção C forma uma estrutura instável, com o quarto bloco no centro, o que também aumenta a pressão exercida sobre a superfície. Já a opção D forma uma torre inclinada, que é ainda mais propensa a desmoronar, o que resulta em uma pressão exercida sobre a superfície ainda maior.
Portanto, a resposta correta é a opção B, que apresenta uma configuração de empilhamento que exercerá menor pressão sobre a superfície horizontal.
Questão 63
Um paralelepípedo de dimensões 5 x 10 x 20 cm
e massa igual a 2 kg será colocado sobre uma mesa, num local
onde g = 10 m/s2
. A pressão exercida pelo paralelepípedo sobre
a mesa, quando apoiado sobre sua base de menor área (p1),
em função da pressão exercida quando apoiado sobre a base
de maior área (p2), será
- A)2 p2
- B)4 p2
- C)p2/2
- D)p2/4
A alternativa correta é B)
Um paralelepípedo de dimensões 5 x 10 x 20 cm e massa igual a 2 kg será colocado sobre uma mesa, num local onde g = 10 m/s2. A pressão exercida pelo paralelepípedo sobre a mesa, quando apoiado sobre sua base de menor área (p1), em função da pressão exercida quando apoiado sobre a base de maior área (p2), será
- A)2 p2
- B)4 p2
- C)p2/2
- D)p2/4
Vamos resolver esse problema! Primeiramente, precisamos entender que a pressão exercida pelo paralelepípedo sobre a mesa é dada pela fórmula P = F/A, onde F é a força normal exercida pela mesa sobre o paralelepípedo (ou seja, a força que contraria a força peso do paralelepípedo) e A é a área da base do paralelepípedo que está em contato com a mesa.
Quando o paralelepípedo está apoiado sobre sua base de menor área, a área A é igual a 5 x 10 = 50 cm². Já quando ele está apoiado sobre sua base de maior área, a área A é igual a 10 x 20 = 200 cm².
Agora, precisamos encontrar a força normal exercida pela mesa sobre o paralelepípedo em ambas as situações. Como a massa do paralelepípedo é de 2 kg e a aceleração da gravidade é de 10 m/s², a força peso do paralelepípedo é igual a F = m x g = 2 x 10 = 20 N.
Como a mesa está exercendo uma força normal igual à força peso do paralelepípedo, a força normal exercida pela mesa é também de 20 N.
Agora, vamos calcular a pressão exercida pelo paralelepípedo sobre a mesa em ambas as situações:
Quando o paralelepípedo está apoiado sobre sua base de menor área:
P1 = F/A = 20 N / 50 cm² = 0,4 N/cm²
Quando o paralelepípedo está apoiado sobre sua base de maior área:
P2 = F/A = 20 N / 200 cm² = 0,1 N/cm²
Agora, podemos encontrar a relação entre as duas pressões:
P1 = 4 x P2
Portanto, a resposta correta é B) 4 p2.
Questão 64
Os astronautas precisam usar roupas apropriadas que exercem pressão sobre o seu corpo,
pois no espaço há vácuo e, sem elas, não sobreviveriam. Para que a roupa exerça a pressão de
uma atmosfera, ou seja, a pressão de 10 Pa sobre o corpo do astronauta, a intensidade da força
aplicada por ela em cada 1 cm2 da pele do astronauta, é de
- A)105 N
- B)104 N
- C)10-2 N
- D)10-3 N
- E)10-5 N
A alternativa correta é D)
porque a pressão exercida pela roupa sobre a pele do astronauta precisa ser equivalente à pressão atmosférica na Terra, que é de aproximadamente 101.325 Pa. Para encontrar a intensidade da força aplicada por ela em cada 1 cm2 da pele do astronauta, podemos utilizar a fórmula da pressão, que é dada por:
P = F / A
Onde P é a pressão, F é a força e A é a área. Nesse caso, a área é de 1 cm2, e a pressão é de 10 Pa. Para encontrar a força, podemos rearranjar a fórmula para:
F = P × A
Substituindo os valores, temos:
F = 10 Pa × 1 cm2
F = 10 × 10-4 N
F = 10-3 N
Portanto, a resposta certa é D) 10-3 N.
É importante notar que a roupa dos astronautas não apenas exerce pressão sobre o corpo, mas também fornece oxigênio, regula a temperatura e protege contra a radiação cósmica. Além disso, os astronautas também precisam usar um sistema de suporte de vida que inclui oxigênio, água e comida, além de um sistema de comunicação para se comunicar com a Terra.
Ao longo dos anos, as roupas espaciais evoluíram significativamente, tornando-se mais leves, flexíveis e confortáveis. Hoje em dia, as roupas espaciais são projetadas para serem usadas por períodos prolongados de tempo, e são capazes de suportar as condições extremas do espaço, como a falta de gravidade e a radiação cósmica.
Além disso, as roupas espaciais também precisam ser projetadas para serem usadas em diferentes tipos de missões, como caminhadas espaciais ou trabalhos em órbita. Cada tipo de missão requer uma roupa espacial específica, projetada para atender às necessidades específicas daquela missão.
O desenvolvimento de roupas espaciais é um processo complexo que envolve a colaboração de especialistas em diversas áreas, como engenharia, medicina e materiais. É um desafio constante para os científicos e engenheiros desenvolver roupas espaciais que sejam ao mesmo tempo seguras, confortáveis e eficazes.
Questão 65
.
1,0 cal = 4,2 J = 4,2×107
erg. Calor específico da água: 1,0 cal/g.K. Massa específica da água: 1,0 g/cm3.
Massa específica do ar: 1,2 kg/m3. Velocidade do som no ar: 340 m/s
vazia em seu interior e, quando inteiramente imerso em um líquido de densidade ρ2, seu peso reduz-se a
P2. Assinale a expressão com o volume da região vazia deste cubo.
- E)
A alternativa correta é A)
Vamos resolver esse problema de física!
Questão 66
A pressão estática pode ser definida como:
- A)a pressão atmosférica medida num determinado ponto.
- B)a pressão que seria medida com o instrumento movendo-se com o escoamento.
- C)a pressão medida por um sensor de alta precisão.
- D)a pressão medida por um instrumento parado, com respeito ao laboratório.
- E)a pressão manométrica.
A alternativa correta é B)
A pressão estática pode ser definida como:
- A)a pressão atmosférica medida num determinado ponto.
- B)a pressão que seria medida com o instrumento movendo-se com o escoamento.
- C)a pressão medida por um sensor de alta precisão.
- D)a pressão medida por um instrumento parado, com respeito ao laboratório.
- E)a pressão manométrica.
Agora que você já conhece as opções, vamos entender melhor o que é pressão estática. Em resumo, a pressão estática é a pressão exercida por um fluido em repouso ou em movimento lento em relação ao instrumento de medida. Ela é uma medida importante em muitas áreas, como a aerodinâmica, a hidrodinâmica e a meteorologia.
Na aerodinâmica, a pressão estática é usada para calcular a pressão total em torno de um objeto em movimento, como um avião. Já na hidrodinâmica, ela é utilizada para estudar o comportamento dos fluidos em diferentes condições de pressão e temperatura. E na meteorologia, a pressão estática é essencial para prever o tempo e entender os padrões de circulação atmosférica.
No entanto, é importante notar que a pressão estática não é a mesma coisa que a pressão dinâmica. A pressão dinâmica é a pressão exercida por um fluido em movimento rápido em relação ao instrumento de medida. Ela é importante em situações em que o movimento do fluido é rápido o suficiente para exercer uma força significativa sobre o instrumento.
Portanto, a resposta certa é B) a pressão que seria medida com o instrumento movendo-se com o escoamento. Isso porque a pressão estática é a pressão exercida pelo fluido quando o instrumento está em movimento lento ou parado em relação ao fluido.
Esperamos que isso tenha ajudado a esclarecer o conceito de pressão estática e sua importância em diferentes áreas. Se você tiver mais alguma dúvida ou precisar de mais explicações, sinta-se à vontade para perguntar!
Questão 67
Valores de pressão devem ser dados relativos a um nível de
pressão de referência. Se o nível de referência de uma certa
medida for um vácuo, essa pressão é chamada de:
- A)manométrica.
- B)relativa.
- C)instrumental.
- D)absoluta.
- E)média.
A alternativa correta é D)
Valores de pressão devem ser dados relativos a um nível de pressão de referência. Se o nível de referência de uma certa medida for um vácuo, essa pressão é chamada de:
- A)manométrica.
- B)relativa.
- C)instrumental.
- D)absoluta.
- E)média.
O gabarito correto é D). Isso ocorre porque, ao ser medida em relação ao vácuo, a pressão é considerada absoluta, pois não há influência de pressões externas. Já a pressão manométrica, por exemplo, é medida em relação à pressão atmosférica, e não ao vácuo.
No estudo de física, é fundamental entender a diferença entre esses conceitos, pois eles podem influenciar significativamente nos resultados de experimentos e medidas. Além disso, é importante lembrar que a escolha do nível de referência adequado depende do contexto e do objetivo da medida.
Em muitos casos, a pressão absoluta é mais útil para análises mais precisas, pois elimina a influência da pressão atmosférica, que pode variar de acordo com a altitude e outras condições ambientais. Já a pressão relativa, por sua vez, é mais comum em aplicações práticas, como na medida da pressão de um pneu de carro ou de uma câmara de ar.
Em resumo, a compreensão dos conceitos de pressão absoluta e relativa é fundamental para uma análise mais precisa e eficaz em various áreas, como a física, a química e a engenharia. Além disso, é importante lembrar que a escolha do nível de referência adequado depende do contexto e do objetivo da medida.
Questão 68
Com relação à pressão dinâmica, pode-se afirmar que:
- A)é sempre nula para escoamentos não viscosos.
- B)é metade da pressão estática.
- C)é proporcional ao quadrado da velocidade do escoamento.
- D)representa o mesmo que pressão de estagnação.
- E)independe da massa especifica do fluido.
A alternativa correta é C)
Com relação à pressão dinâmica, pode-se afirmar que:
- A) é sempre nula para escoamentos não viscosos.
- B) é metade da pressão estática.
- C) é proporcional ao quadrado da velocidade do escoamento.
- D) representa o mesmo que pressão de estagnação.
- E) independe da massa específica do fluido.
O gabarito correto é C). Isso porque a pressão dinâmica é uma medida da energia cinética do fluido em movimento. Quanto maior a velocidade do escoamento, maior a pressão dinâmica. Além disso, como a pressão dinâmica é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade, isso significa que um aumento na velocidade do escoamento resultará em um aumento significativo na pressão dinâmica.
É importante notar que a pressão dinâmica é uma grandeza importante em muitos campos, como aeronáutica, hidráulica e mecânica dos fluidos. Ela é utilizada para calcular a força exercida sobre uma superfície ou um objeto quando há um escoamento de fluido em torno dele. Além disso, a pressão dinâmica também é usada para determinar a perda de carga em um sistema de escoamento, o que é fundamental para projetar e otimizar sistemas de escoamento eficientes.
Em resumo, a pressão dinâmica é uma grandeza fundamental em muitos campos e é diretamente proporcional ao quadrado da velocidade do escoamento. Portanto, é essencial entender como ela é calculada e como ela se comporta em diferentes situações para projetar e otimizar sistemas de escoamento eficientes.
Além disso, é importante lembrar que a pressão dinâmica não é a mesma coisa que a pressão estática. A pressão estática é a pressão exercida por um fluido em repouso, enquanto a pressão dinâmica é a pressão exercida por um fluido em movimento. Embora ambas sejam medidas de pressão, elas são calculadas de forma diferente e têm aplicações diferentes em diferentes campos.
Outra coisa importante a ser notada é que a pressão dinâmica não é independente da massa específica do fluido. A massa específica do fluido afeta a pressão dinâmica, pois um fluido mais denso irá exercer uma pressão dinâmica maior do que um fluido menos denso, mesmo que a velocidade do escoamento seja a mesma.
Por fim, é importante lembrar que a pressão dinâmica não é a mesma coisa que a pressão de estagnação. A pressão de estagnação é a pressão exercida por um fluido quando ele está em repouso em relação a uma superfície, enquanto a pressão dinâmica é a pressão exercida por um fluido em movimento.
Questão 69
Em todos os pontos de uma determinada superfície plana de área 0,5 m2 , a pressão atmosférica é de 1,0 atm. Calcule, em Newtons, o módulo da força exercida pela atmosfera sobre a face superior da placa.
Considere: 1,0 atm = 1,0 × 105 N/m2
- A)2,5×104
- B)5,0×104
- C)1,0×105
- D)2,0×105
- E)2,5×105
A alternativa correta é B)
Para resolver este problema, precisamos primeiro converter a área dada de metros quadrados para a unidade adequada para a pressão atmosférica, que é newtons por metro quadrado. Em seguida, podemos multiplicar a área pela pressão atmosférica para encontrar a força exercida pela atmosfera sobre a face superior da placa.
Vamos começar convertendo a área de 0,5 m² para newtons por metro quadrado:
1,0 atm = 1,0 × 105 N/m²
Agora, podemos multiplicar a área pela pressão atmosférica:
F = P × A
F = 1,0 × 105 N/m² × 0,5 m²
F = 5,0 × 104 N
Portanto, a resposta correta é:
- A) 2,5 × 104
- B) 5,0 × 104
- C) 1,0 × 105
- D) 2,0 × 105
- E) 2,5 × 105
Questão 70
Um lápis é colocado entre duas mãos que
produzem a mesma força em cada uma de
sua extremidade, de modo que a ponta do
lápis é pressionada por uma mão e a
cabeça do lápis pelo outro. A mão que
pressiona o lado da ponta sente uma dor
em função de
- A)a pressão ser inversamente proporcional à área para uma mesma força.
- B)a força ser diretamente proporcional à aceleração e inversamente proporcional à pressão.
- C)a pressão ser diretamente proporcional à força para uma mesma área.
- D)a sua área de contato ser maior e, em consequência, a pressão também.
- E)o prego sofrer uma pressão igual em ambos os lados, mas em sentidos opostos.
A alternativa correta é A)
Um lápis é colocado entre duas mãos que produzem a mesma força em cada uma de sua extremidade, de modo que a ponta do lápis é pressionada por uma mão e a cabeça do lápis pelo outro. A mão que pressiona o lado da ponta sente uma dor em função de
- A)a pressão ser inversamente proporcional à área para uma mesma força.
- B)a força ser diretamente proporcional à aceleração e inversamente proporcional à pressão.
- C)a pressão ser diretamente proporcional à força para uma mesma área.
- D)a sua área de contato ser maior e, em consequência, a pressão também.
- E)o prego sofrer uma pressão igual em ambos os lados, mas em sentidos opostos.
Essa é uma situação clássica de um conceito fundamental da física: a pressão. A pressão é definida como a força exercida por unidade de área. No caso da mão que pressiona a ponta do lápis, a área de contato é menor do que a área de contato da mão que pressiona a cabeça do lápis. Isso significa que a pressão exercida pela mão que pressiona a ponta é maior do que a pressão exercida pela mão que pressiona a cabeça.
Portanto, a resposta certa é A) a pressão ser inversamente proporcional à área para uma mesma força. Isso significa que, se a área de contato for menor, a pressão será maior, e vice-versa. É por isso que a mão que pressiona a ponta do lápis sente dor, pois a pressão exercida é maior.
É importante notar que a pressão não é igual à força. A força é uma grandeza que pode ser exercida em qualquer direção, enquanto a pressão é uma grandeza que é exercida perpendicularmente à superfície de contato. Além disso, a pressão é uma grandeza escalonada, o que significa que ela pode ser somada ou subtraída.
No caso da situação descrita, a força exercida pelas duas mãos é a mesma, mas a pressão exercida é diferente. Isso porque a área de contato é diferente em cada caso. A mão que pressiona a ponta do lápis tem uma área de contato menor, o que significa que a pressão exercida é maior.
É interessante notar que essa é uma das razões pelas quais os objetos pontiagudos, como pregos ou agulhas, podem ser mais perigosos do que objetos rombudos. Isso porque a área de contato é menor em objetos pontiagudos, o que significa que a pressão exercida pode ser muito maior.
Além disso, é importante lembrar que a pressão não é apenas um conceito físico, mas também tem implicações práticas em nossa vida quotidiana. Por exemplo, quando estamos sentados em uma cadeira, a pressão exercida sobre a cadeira é distribuída uniformemente sobre a superfície de contato. Se a cadeira for muito fina, a pressão exercida pode ser muito grande, o que pode causar desconforto ou mesmo danificar a cadeira.
Em resumo, a pressão é um conceito fundamental da física que está presente em nossa vida quotidiana. É importante entender como a pressão é exercida e como ela pode ser influenciada pela área de contato e pela força exercida.