Questões Sobre Hidrostática - Física - Vestibular Tradicional

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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.

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22) O revelo submarino de determinada região está representado pelas curvas de nível mostradas na figura, na qual os valores em metros representam as alturas verticais medidas em relação ao nível de referência mais profundo, mostrado pela linha vermelha.

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:

Dado: 760mmHg = 1,013.10⁵ Pa

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.

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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.

25) A figura representa um tubo em U contendo um líquido L e fechado em uma das extremidades, onde está confinado um gás G; A e B são dois pontos no mesmo nível.

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}

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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.

27) O diagrama da figura mostra o principio do sistema hidráulico no freio de um automóvel.

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.

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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.

29) A diferença de pressão máxima que o pulmão de um ser humano pode gerar por inspiração é em torno de 0,1×105 Pa ou 0,1 atm. Assim, mesmo com a ajuda de um snorkel (respiradouro), um mergulhador não pode ultrapassar uma profundidade máxima, já que a pressão sobre os pulmões aumenta à medida que ele mergulha mais fundo, impedindo-os de inflarem.

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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30) Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura abaixo.

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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