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Resolução da ficha

Segue resolução da ficha.

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ATIVIDADE DE FÍSICA (HIDROSTÁTICA)

1. Um adulto de 80kg e uma criança de 20kg desejam andar sobre pernas de pau. Para isto dispõem de uma madeira leve e resistente em forma de varas de seção reta circular e diferentes diâmetros. Quantas vezes o diâmetro da madeira usada pelo adulto deve ser maior do que aquele usado pela criança para que a pressão em cada uma das varas seja a mesma?

Resolução: Mh= 80kg                    Fh/A1 = Fc/A2 Mc= 20kg                    800/πr² = 200/ πr2                                   800(Rh)² = 200(R1)² Dh=> Dc                     4R²=R1² Ph=> Pc                      R1²/R² = 4/1  R1/R2 = 2

2. Uma balança de braços iguais tem em um dos pratos um peso de 0,38N e no prato um recipiente de peso desprezível. Sobre o recipiente existe uma torneira pingando 2 gotas de água por segundo, cada gota com um volume de 2,0x10-7 m³. Considerando a densidade da água 1,0x10³kg/m³ e g=10m/s², determine o tempo necessário, em segundos, para que os pratos da balança fiquem nivelados.

Resolução: D= M/V                                   P= Mxg             R= 0,038/0,002    1x10³= M/2,0x10^-4               0,38= Mx10       R= 190 gotas     M= 2,0x10^-4                         0,38= 10xm                                M= 0,0002kg                          M = 0,38/10                                                       M = 0,038kg    T= 190/2  T= 95 seg

3. Uma mistura de leite enriquecido com sais minerais e água cujas densidades são respectivamente, 1,10g/cm³ e 1,00g/cm³, possui, em volume, 70% em leite e 30% em água. A densidade da mistura será em g/cm³:

Resolução: Dsais= 1,1 g/cm³   (70%)          m= Dxv                  Dt= MassaS+MassaA/VT Dágua= 1 g/cm³     (30%)          D= M/v                   D= 1,1x0,7xVt+1x0,3xV Dleite= x Dt                                                            D= 1,07 g\cm³

4. Dois líquidos não miscíveis, X e Y, são derramados sucessivamente em um vaso cilíndrico. O líquido X, de massa específica 0,8 g/cm³, é derramado primeiro, até atingir 1/4 do volume do vaso. A seguir, o líquido Y, de massa específica 0,5 g/cm³ é derramado até encher completamente o vaso. Se mx e my  são as massas dos líquidos X e Y, respectivamente, a razão mx/my vale:

Resolução: Dx= 0,8 g/cm³                    D= MxV         R= Mx/My Dy= 0,5 g/com³                  M= DxV         R= DxVx/DyVy                                                               R= 0,8x(1/4)Vt/0,5x(3/4)xVt                                                               R= 0,8/4 R=~ 0,53

5. Considere o arranjo da figura a seguir, onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos A e B, de áreas a=80cm² e b=20cm², respectivamente. O sistema está em equilíbrio. Despreze os pesos dos êmbolos e os atritos. Se mA=4,0kg, qual o valor de mB?

 

Resolução:                         Fa/Aa= Fb/Ab  =>  40/80= Pb/20  =>   PB= 10N

6. A figura a seguir mostra uma prensa hidráulica cujos êmbolos têm seções S1=15cm² e S2=30cm². Sobre o primeiro êmbolo, aplica-se uma força F igual a 10N, e, desta forma, mantém-se em equilíbrio um cone de aço de peso P, colocado sobre o segundo êmbolo. O peso de cone vale:

 

Resolução: Pa= Pb   => Fa/Aa = Fb/ Ab =>  Pc/30= 10/15                                                Pc= 20N

7. Um tubo em U contém um líquido de massa específica D1, desconhecida. Uma pequena quantidade de um segundo líquido, de massa específica D2=1,5g/cm³, não miscível com o primeiro, é colocado em um dos ramos do tubo. A situação de equilíbrio é mostrada na figura a seguir. A massa específica D1, em g/cm³, vale:

 

Resolução: D1xH1 = D2xH2 D1x3= 1,5x8 D1x3= 12 D1= 4g/cm²

8. Um tubo em U, longo, aberto nas extremidades, contém mercúrio de densidade 13,6g/cm³. Em um dos ramos coloca-se água, de densidade 1,0g/cm³, até ocupar uma altura de 32 cm. No outro ramo coloca-se óleo, de densidade 0,8g/cm³, que ocupa altura de 6,0cm. O desnível entre as superfícies livres nos dois ramos, em cm, é de:

Resultado: Dm= 13,6 g/com³         DáguaxH1= DóleoxHóleo+DghxX      Dágua= 1 g/com³         1x32= 0,8x6+13,6xX                        Dóleo= 0,8 g/cm³          32= 4,8+13,6xX                                                                   X= 27,2/13,6                                   h= 32-6-x                                     X= 2m                                              h= 26-2  h= 24cm

9. Uma esfera de volume 0,6 cm³ tem massa m1=1,0g. Ela está completamente mergulhada em água e presa, por um fio fino, a um dos braços de uma balança de braços iguais, como mostra a figura a seguir. É sabido que o volume de 1,0g de água é de 1,0cm³. Então a massa m2 que deve ser suspensa no outro braço da balança, para mantê-la em equilíbrio é:

 

Resolução: P1= M1xg              E= DxVlxg                        E+T= P1 P1= 10-³                E= 10-³x0,5x10^-6x10      T= P1-E P1= 1x10-²N        E= 0,6x10-²N                  T= 1x10-² - 0,6x10-² M= P2/g => 0,4x10-²/10  => M= 0,4g

10. Uma pessoa de densidade 1,1g/cm³, quando completamente submersa nas águas de uma piscina, fica sujeita a um empuxo de 600N. Sendo a densidade da água da piscina1,0g/cm³, responda:

a) Qual é a massa dessa pessoa?

b) Apoiada numa boia de 12 litros de volume e massa 200g, ela conseguirá manter-se na superfície d'água? Explique.

Resolução: A) D= M/V  => M= DxV             M= 1,1x6x10^-4        B) A boia flutua pois sua                              E= DlíquidoxVlíquidoxg          M= 6,6x10^-4      densidade é menor que           600= 10³xVlíquidox10           *M= 66kg          a da água(1 g/cm^3). Vlíquido= 6x10-²m³                                             A pessoa afunda pois sua Vlíquido= 6x10^-4cm³                                densidade é maior que da água                                                                      (1,1 cmg/cm^3). * RESPOSTA                                                                                                                                       * D= M/V => Mh+MB/Vh+Vb  < 1 g/cm³

11. Uma lata com tampa apresenta volume de 20dm¤ e massa de 6,0kg. Adote g=10m/s² e a densidade da água d=1,0g/cm³. A força mínima que se deve exercer verticalmente para que a lata permaneça afundada em água é de:

Resolução: M= 6kg                                     E= DxVxg                 P= Mxg      F+P-E= 0 D= 1 g/cm³ => 1x10³ Kg/m³     E= 1x10³x20x10-³     P= 6x10     F= E-P V= 20 dm³ => 20x10-³              E= 200N                   P= 60N     F= 200-60 g= 10m/s²   F= 140N

Resolução 2: D= M/v => D= 6x10³/20x10³  => 0,3 g/cm³ E= DlíquidoxVlíquidoxg           P= Mxg               E= F+P E= 10³x20x10-³x10               P= 6,0x10            F= 200-60 E= 200N                             P= 60N              F= 140N

12.Um bloco de madeira de volume 200cm³ flutua em água, de densidade 1,0g/cm¤, com 60% de seu volume imerso. O mesmo bloco é colocado em um líquido de densidade 0,75g/cm³. O volume submerso do bloco vale, em cm³.

Resolução: Vb= 200cm³                                          Vs= 80%xVb DB= 60% Dágua => 0,6 g/com³             *Vs= 160cm³ * RESPOSTA 0,75 ---------------------------à 100% 0,6 -----------------------------à X               X= 80%

1ª parte da ficha de HIDROSTÁTICA

Atividade de Física (HIDROSTÁTICA)

1. Um adulto de 80kg e uma criança de 20kg desejam andar sobre pernas de pau. Para isto dispõem de uma madeira leve e resistente em forma de varas de seção reta circular e diferentes diâmetros. Quantas vezes o diâmetro da madeira usada pelo adulto deve ser maior do que aquele usado pela criança para que a pressão em cada uma das varas seja a mesma?

2. Uma balança de braços iguais tem em um dos pratos um peso de 0,38N e no prato um recipiente de peso desprezível. Sobre o recipiente existe uma torneira pingando 2 gotas de água por segundo, cada gota com um volume de 2,0x10^-7 m³. Considerando a densidade da água 1,0x10³kg/m³ e g=10m/s², determine o tempo necessário, em segundos, para que os pratos da balança fiquem nivelados.

3. Uma mistura de leite enriquecido com sais minerais e água cujas densidades são respectivamente, 1,10g/cm³ e 1,00g/cm³, possui, em volume, 70% em leite e 30% em água. A densidade da mistura será em g/cm³:

4. Dois líquidos não miscíveis, X e Y, são derramados sucessivamente em um vaso cilíndrico. O líquido X, de massa específica 0,8 g/cm³, é derramado primeiro, até atingir 1/4 do volume do vaso. A seguir, o líquido Y, de massa específica 0,5 g/cm³ é derramado até encher completamente o vaso. Se m_x e m_y  são as massas dos líquidos X e Y, respectivamente, a razão m_x/m_y vale:

5. Considere o arranjo da figura a seguir, onde um líquido está confinado na região delimitada pelos êmbolos A e B, de áreas a=80cm² e b=20cm², respectivamente. O sistema está em equilíbrio. Despreze os pesos dos êmbolos e os atritos. Se m_A=4,0kg, qual o valor de m_B?

6. A figura a seguir mostra uma prensa hidráulica cujos êmbolos têm seções S₁=15cm² e S₂=30cm². Sobre o primeiro êmbolo, aplica-se uma força F igual a 10N, e, desta forma, mantém-se em equilíbrio um cone de aço de peso P, colocado sobre o segundo êmbolo. O peso de cone vale:

7. Um tubo em U contém um líquido de massa específica D₁, desconhecida. Uma pequena quantidade de um segundo líquido, de massa específica D₂=1,5g/cm³, não miscível com o primeiro, é colocado em um dos ramos do tubo. A situação de equilíbrio é mostrada na figura a seguir. A massa específica D₁, em g/cm³, vale:

2ª parte da ficha de HIDROSTÁTICA

8. Um tubo em U, longo, aberto nas extremidades, contém mercúrio de densidade 13,6g/cm³. Em um dos ramos coloca-se água, de densidade 1,0g/cm³, até ocupar uma altura de 32 cm. No outro ramo coloca-se óleo, de densidade 0,8g/cm³, que ocupa altura de 6,0cm. O desnível entre as superfícies livres nos dois ramos, em cm, é de:

     9. Uma esfera de volume 0,6 cm³ tem massa m₁=1,0g. Ela está completamente mergulhada em água e presa, por um fio fino, a um dos braços de uma balança de braços iguais, como mostra a figura a seguir. É sabido que o volume de 1,0g de água é de 1,0cm³. Então a massa m₂ que deve ser suspensa no outro braço da balança, para mantê-la em equilíbrio é:

10. Uma pessoa de densidade 1,1g/cm³, quando completamente submersa nas águas de uma piscina, fica sujeita a um empuxo de 600N. Sendo a densidade da água da piscina1,0g/cm³, responda:

a) Qual é a massa dessa pessoa?

b) Apoiada numa boia de 12 litros de volume e massa 200g, ela conseguirá manter-se na superfície d'água? Explique.

11. Uma lata com tampa apresenta volume de 20dm¤ e massa de 6,0kg. Adote g=10m/s² e a densidade da água d=1,0g/cm³. A força mínima que se deve exercer verticalmente para que a lata permaneça afundada em água é de:

12.Um bloco de madeira de volume 200cm³ flutua em água, de densidade 1,0g/cm¤, com 60% de seu volume imerso. O mesmo bloco é colocado em um líquido de densidade 0,75g/cm³. O volume submerso do bloco vale, em cm³.

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