Questões Sobre Hidrostática - Física - Vestibular Tradicional

21) Para que se administre medicamento via endovenosa, o frasco deve ser colocado a uma certa altura acima do ponto de aplicação no paciente. O frasco fica suspenso em um suporte vertical com pontos de fixação de altura variável e se conecta ao paciente por um cateter, por onde desce o medicamento. A pressão na superfície livre é a pressão atmosférica; no ponto de aplicação no paciente, a pressão deve ter um valor maior do que a atmosférica. Considere que dois medicamentos diferentes precisam ser administrados. O frasco do primeiro foi colocado em uma posição tal que a superfície livre do líquido encontra-se a uma altura h do ponto de aplicação. Para aplicação do segundo medicamento, de massa específica 1,2 vezes maior que a do anterior, a altura de fixação do frasco deve ser outra. Tomando h como referência, para a aplicação do segundo medicamento deve-se:

A) diminuir a altura de h/5.
B) diminuir a altura de h/6.
C) aumentar a altura de h/5.
D) aumentar a altura de 2h/5.
E) aumentar a altura de h/6.

A alternativa correta é letra B

Queremos achar uma altura h' para aplicação do medicamento 2 tal que a pressão na extremidade de aplicação seja a mesma da do medicamento 1, isto é p₁= p₂.

Sendo p_atm a pressão atmosférica, d₁ e d₂, respectivamente, as densidades dos medicamentos 1 e 2, temos:

Medicamento 1: p₁ = p_atm + d₁gh

Medicamento 2: p₂ = p_atm + d₂gh'

Como d₂ = 1,2d₁, vem: p₂ = p_atm + 1,2d₁gh'

Sendo p1= p2, temos:

p_atm + d₁gh = p_atm + d₂gh' ⇒ h = 1,2h' = (6/5)h'

⇒ h' = (5/6)h

Portanto, deve-se diminuir 1/6 de h.

Questão 22

Curvas de nível – Relevo submarino

Dois peixes, 1 e 2, estão inicialmente em repouso nas posições indicadas e deslocam-se para o ponto P, onde param novamente. Considere que toda a região mostrada na figura esteja submersa, que a água do mar esteja em equilíbrio e que sua densidade seja igual a 10³

kg/m³. Se g = 10m/s² e 1 atm = 10⁵Pa, pode-se afirmar, considerando-se apenas os pontos de partida e de chegada, que, durante seu movimento, o peixe

A) 2 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.
B) 1 sofreu um aumento de pressão de 4 atm.
C) 1 sofreu um aumento de pressão de 6 atm.
D) 2 sofreu uma redução de pressão de 6 atm.
E) 1 sofreu uma redução de pressão de 3 atm.

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A alternativa correta é letra D

Como o nível de referência é o 0, o mais profundo, os valores de relevo são positivos, ou seja, quanto maior o relevo, menor a pressão no ponto

Lembrando que pressão de 10 m H₂0 ~ 1 Atm

Verificando a variação dos peixes temos:

Peixe 1, 120 m -> 90m, Desceu e aumentou sua pressão em 30m de agua ~ 3 Atm
Peixe 2, 30 m -> 90m, Subiu e diminuiu sua pressão em 60m de água ~ 6 Atm

Com isso podemos afirmar sobre as alternativas que:

A-Errado, foi de 6 Atm

B-Errado, foi de 3 Atm

C-Errado, foi de 3 Atm

E-Errado, sofreu um aumento

Correta é a Letra D.

23) 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:

A) 0,0016 mmHg
B) 0,016 mmHg
C) 0,156 mmHg
D) 15,6 mmHg
E) 156 mmHg

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A alternativa correta é letra E

A pressão hidrostática em uma coluna de líquido é dada pelo produto entre densidade do líquido, aceleração da gravidade e altura da coluna:

P = d.g.h

P = 1040 kg/m³ . 10 m/s² . 2 m

P = 20800 Pa

P = 20800.760/(1,013.10⁵)

P = 156 mmHg

Alternativa E.

Questão 24

Ao retirar-se uma dose de 40 mL de líquido do frasco, que continha um volume ocupado pelo ar de 100 mL, o êmbolo encontra certa resistência, devido ao fato de a pressão no interior do frasco ter se tornado, aproximadamente, em Pa:

Dados:
– Pressão atmosférica = 1.10⁵Pa.

– Suponha que o ar dentro do frasco se comporte como um gás ideal.

Considere desprezível o atrito entre o êmbolo e a parede interna da seringa.

A) 57.000.
B) 68.000.
C) 71.000.
D) 83.000.
E) 94.000.

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A alternativa correta é letra C

A transformação gasosa é isotérmica, portanto :

P_{1} . V_{1} = P_{2} . V_{2}

(1)

Sendo P₁.V₁ o estado inicial do gás e P₂.V₂ o estado final.

Pelo enunciado, conclui-se que V₁ = 100 ml e V₂= 100+40=140 ml, pois o gás expande e ocupa o volume anteriormente preenchido pelo líquido. Substituindo em (1) , vem:

1 . 10^{5} . 100 = P_{2} . 140 P_{2} = 71428 Pa ≃ 71000 Pa

P₁=pressão atmosférica.

Alternativa C.

Questão 25

Sendo p₀ a pressão atmosférica local, p_G a pressão do gás confinado, p_A e p_B a pressão total nos pontos A e B (pressão devida à coluna líquida somada à pressão que atua na sua superfície), pode-se afirmar que:

A) p₀ = p_G = p_A = p_B.
B) p₀ > p_G e p_A = p_B.
C) p₀ < p_G e p_A = p_B.
D) p₀ > p_G > p_A > p_B.
E) p₀ < p_G < p_A < p_B.

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A alternativa correta é letra C

Os pontos A e B estão sobre a mesma pressão, pois ambos estão a mesma altura imersos em um mesmo líquido. Com isso temos:

\begin{array}{l} p_{a} = p_{0} + μ g h_{1} \\ p_{b} = p_{G} + μ g h_{2} \\ p_{a} = p_{b} \Rightarrow \\ p_{0} + μ g h_{1} = p_{G} + μ g h_{2} \\ p_{G} = p_{o} + μ g (h_{1} - h_{2}) \end{array}

Pela figura do exercício, temos que h1>h2, logo:

p_{G} > p_{o}

26) Movida pela energia solar, a água do nosso planeta é levada dos oceanos para a atmosfera e, então, para a terra, formando rios que a conduzem de volta ao mar. Em um rio ou tubulação, a taxa correspondente ao volume de água que flui por unidade de tempo é denominada vazão. Se a água que flui por uma mangueira enche um recipiente de 1L em 20s, a vazão nessa mangueira, em m³/s, é:

A) 5 x 10^-2.
B) 2 x 10^-3.
C) 5 x 10^-5.
D) 20.
E) 50.

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A alternativa correta é letra C

Por regra de três, obtemos :

1 m³ = 1000 L

1 L ------- x m³

1000 L -------- 1 m³

x= 10^-3 m³ = volume

A vazão V é a relação entre a quantidade de volume v que passa numa determinada secção pelo intervalo de tempo gasto Δt. Logo :

V = v/Δt = 10^-3 /20

V = 5,0.10^-5 m³/s

Alternativa C.

Questão 27

Quando uma força de 50 N é exercida no pedal, qual a força aplicada pelo êmbolo de 80 mm² de área?

A) 100 N
B) 200 N
C) 300 N
D) 400 N
E) 500 N

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A alternativa correta é letra E

Força F₂ calculada pelo Príncipio de Pascal na segunda parte da articulação que será transmitida ao êmbolo de área 40 mm² :

F₁ . d₁ = F₂. d₂
50 . 0,2 = F2 . 0,04
10 = 0,04 F₂
F₂ = 10 / 0,04
F₂ = 250 N

S₁ = 40 mm² = 4.10^-5m²
S₂ = 80 mm² = 8.10^-5m²

Princípio de Pascal na área das forças aplicadas F₃=F₂ e F_{4 :}

F₃ . S₂ = F₄ . S₁
250 . 8.10^-5 = F₄ . 4.10^-5
2000 . 10^-5 = F₄ . 4.10^-5
F₄ = 500 N
Alternativa E.

28) Um mergulhador alcançou a marca de 62 metros de profundidade. Sabendo que g = 9,8 m/s2, densidade da água igual a 1 000 kg/m3 e a pressão atmosférica igual a 760 mmHg, qual a pressão (medir em atm´s) exercida no limite dessa profundidade? (1 atm = 105 P

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A alternativa correta é letra E

Pelo princípio de Stevin :

P=Po+ρgH

(1 atm = Pressão atmosférica na superfície= 760 mmHg = 10⁵ Pa)

P=10⁵+1000.10.62

P= 720000 Pa = 7,2 atm

Alternativa E.

Questão 29

Considerando a densidade da água ρ ≅ 10³ kg/m³ e a aceleração da gravidade g ≅ 10 m/s², a profundidade máxima estimada, representada por h, a que uma pessoa pode mergulhar respirando com a ajuda de um snorkel é igual a:

A) 1,1 × 10²m.
B) 1,0 × 10²m.
C) 1,1 × 10¹m.
D) 1,0 × 10¹m.
E) 1,0 × 10⁰m.

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A alternativa correta é letra E

A pressão P é definida como o produto da densidade ρ do líquido, pela gravidade g e profundidade h. Pelo enunciado, a diferença de pressão máxima suportada pelo pulmão é de 1x10⁴ Pa (mesmo que 0,1×10⁵Pa), logo, a profundidade máxima que o indivíduo pode mergulhar respirando com o snorkel, é :

P = ρ . g . h 1 . 10^{4} = 10^{3} . 10 . h h = 1 m

Alternativa E.

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Questão 30

Enquanto a força resultante sobre o pino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g. Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é

A) 1,1 atm.
B) 1,2 atm.
C) 1,4 atm.
D) 1,8 atm.
E) 2,2 atm.

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A alternativa correta é letra C

Primeiro vamos calcular a pressão que atua no pino.
F = mg = (48 g)(10 m/s²) = 0,48 N
F/A = (0,48 N)/(pi*r²) = (0,48 N)/(3,14*(2 mm)²) = 0,04 x 10⁶ N/m² = 0,4 atm.

Mas, temos a pressão atmosférica que atua sobre o pino, logo, a pressão total é 1 atm + 0,4 atm = 1,4 atm.
Logo, a resposta é a c).

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