Mecânica
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“Se eu vi mais longe, foi por estar sobre ombros de gigantes.”
Isaac Newton
Hidrostática
LISTA 39 – PRESSÃO HIDROSTÁTICA – LEI DE STEVIN
01. (UNESP) 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 × 102 m.
(B) 1,0 × 102 m.
(C) 1,1 × 101 m.
(D) 1,0 × 101 m.
(E) 1,0 × 100 m.
02. (UNICAMP) Quando uma reserva submarina de petróleo é atingida por uma broca de perfuração, o petróleo tende a escoar para cima na tubulação como consequência da diferença de pressão, ΔP, entre a reserva e a superfície. Para uma reserva de petróleo que está a uma profundidade de 2000 m e dado g = 10 m/s2, o menor valor de ΔP para que o petróleo de densidade ρ = 0,90 g/cm3 forme uma coluna que alcance a superfície é de
a) 1,8×102 Pa.
b) 1,8×107 Pa.
c) 2,2×105 Pa.
d) 2,2×102 Pa.
03. (UNESP) O relevo 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.
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 = 10 m/s2 e 1 atm = 105 Pa, 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.
04. (UNESP) A figura representa uma cisterna com a forma de um cilindro circular reto de 4 m de altura instalada sob uma laje de concreto.
Considere que apenas 20% do volume dessa cisterna esteja ocupado por água. Sabendo que a densidade da água é igual a 1000 kg/m3, adotando g = 10 m/s2 e supondo o sistema em equilíbrio, é correto afirmar que, nessa situação, a pressão exercida apenas pela água no fundo horizontal da cisterna, em Pa, é igual a
(A) 2000.
(B) 16000.
(C) 1000.
(D) 4000.
(E) 8000.
05. (UNESP) No processo de respiração, o ar flui para dentro e para fora dos pulmões devido às diferenças de pressão, de modo que, quando não há fluxo de ar, a pressão no interior dos alvéolos é igual à pressão atmosférica. Na inspiração, o volume da cavidade torácica aumenta, reduzindo a pressão alveolar de um valor próximo ao de uma coluna de 2,0 cm de H2O (água). Considerando a aceleração gravitacional igual a 10 m/s2 e a massa específica da água igual a 1,0 × 103 kg/m3, a variação da pressão hidrostática correspondente a uma coluna de 2,0 cm de H2O é
(A) 2,0 × 101 Pa.
(B) 0,5 × 103 Pa.
(C) 0,5 × 102 Pa.
(D) 2,0 × 102 Pa.
(E) 2,0 × 103 Pa..
06. (UNICAMP) Frequentemente esses drones são usados para medir a temperatura da água (T) em função da profundidade (d), a partir da superfície (d = 0), como no caso ilustrado no gráfico a seguir (dados adaptados).
Considere que a densidade da água é ρ = 1000 kg/m3 e constante para todas as profundidades medidas pelo drone. Qual é a diferença de pressão hidrostática entre a superfície e uma profundidade para a qual a temperatura da água é T = 19ºC?
a) 1,4 x 103 Pa.
b) 2,0 x 104 Pa.
c) 4,0 x 104 Pa.
d) 7,0 x 104 Pa.
07. (FAMEMA) A figura mostra parte de um aquário no qual a água encontra-se parada. Nesse ambiente, o peixe amarelo movimenta-se do ponto A ao ponto D, segundo a trajetória ABCD representada pela linha branca.
Considerando a densidade da água constante ao longo de todo o trajeto, assinale a alternativa que indica corretamente o esboço do gráfico de como varia a pressão sobre o peixe amarelo, em função do tempo, nesse deslocamento.
08. (FMABC) Um bloco de chumbo foi colocado em um recipiente contendo água, como mostra a figura. Após a introdução do bloco no recipiente, a pressão hidrostática exercida pela água contida no recipiente sobre o ponto Q, indicado na figura, em relação à pressão hidrostática que era exercida no mesmo ponto antes de o bloco ser colocado no recipiente
a) maior, pois a elevação do nível da água aumenta a pressão hidrostática na superfície inferior do recipiente.
b) igual, pois o ponto Q está fora da região em que o bloco se apoia.
c) menor, pois parte da pressão da água passa a atuar sobre o bloco, aplicando a força de empuxo.
d) igual, pois a quantidade de água no recipiente permaneceu a mesma.
e) maior, pois a pressão exercida pelo peso do bloco se estende por toda a superfície inferior do recipiente.
09. (UNICAMP) Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido no seu interior é P = 5,6 x 104 N/m2. A densidade do argônio líquido no tanque é d = 1400 kg/m3. Assim, a altura do tanque será de
a) 2,0 m.
b) 4,0 m.
c) 7,8 m.
d) 25,0 m.
10. (FAMEMA 2023) Um reservatório de água sem tampa apresentou uma trinca em seu fundo de tal forma que, para repará-lo, teve de ser esvaziado. Quando o reservatório foi novamente preenchido com água, observou-se que o tempo para o endurecimento do reparo não tinha sido suficiente, pois, assim que o nível de água atingiu 2 m em relação ao fundo, o reparo foi desfeito e a água começou a vazar. Sendo a pressão atmosférica igual a 1 × 105 Pa, a aceleração da gravidade igual a 10 m/s2 e a densidade da água igual a 1 × 103 kg/m3, a pressão a partir da qual a água começou a vazar foi de
(A) 1,0 × 105 Pa.
(B) 0,2 × 105 Pa.
(C) 0,4 × 105 Pa.
(D) 1,2 × 105 Pa.
(E) 1,5 × 105 Pa.
Respostas
1- E
2– B
3- D
4- E
5- D
6- D
7- E
8- A
9- B
10- D