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Exercícios sobre lei de Stevin

Teste seus conhecimentos por meio desta lista de exercícios sobre lei de Stevin, princípio que possibilitou o princípio de Pascal e o princípio dos vasos comunicantes.

Questão 1

(Espcex) Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a 4 x 10 – 4 m2. O automóvel a ser elevado tem peso de 2 x 10 4 N e está sobre o êmbolo maior, de área 0,16 m2. A intensidade mínima da força que deve ser aplicada ao êmbolo menor para conseguir elevar o automóvel é de:

A) 20 N

B) 40 N

C) 50 N

D) 80 N

E) 120 N

Questão 2

(Udesc) Certa quantidade de água é colocada em um tubo em forma de U, aberto nas extremidades. Em um dos ramos do tubo, adiciona-se um líquido de densidade maior que a da água e ambos não se misturam.

Assinale a alternativa que representa corretamente a posição dos dois líquidos no tubo após o equilíbrio.

A) Alternativa A de uma questão da Udesc sobre lei de Stevin.

B) Alternativa B de uma questão da Udesc sobre lei de Stevin.

C) Alternativa C de uma questão da Udesc sobre lei de Stevin.
D) Alternativa D de uma questão da Udesc sobre lei de Stevin.

E) Alternativa E de uma questão da Udesc sobre lei de Stevin.

Questão 3

(UFVJM) O princípio de Pascal enuncia que uma pressão exercida em um líquido é transmitida integralmente a todos os pontos desse líquido. Na figura abaixo uma pessoa sobe em uma plataforma que afunda por 2,94 m uma base com área A1, suspendendo um carro com massa 1470 kg por uma altura H². As plataformas são circulares e a plataforma onde está localizado o carro tem raio sete vezes maior que o raio da base pressionada pela plataforma da pessoa, ou seja, R2 = 7 ∙ R1.

Ilustração representativa do princípio de Pascal em questão da UFVJM sobre lei de Stevin.

 

ASSINALE a alternativa que contém, respectivamente, a massa da pessoa e a altura H2.

A) 71,4 kg e 0,42 m

B) 30,0 kg e 0,06 m

C) 30,0 kg e 2,94 m

D) 71,4 kg e 0,06 m

Questão 4

(UFF) O sifão é um instrumento usado para a retirada de água de lugares de difícil acesso.

Sifão em uma questão da UFF sobre lei de Stevin.

Como mostra a figura a seguir, seu funcionamento se baseia no fato de que, quando o tubo que liga os recipientes A e B está cheio, há uma diferença de pressão hidrostática entre os pontos P e Q, o que provoca um fluxo de água de A para B. Essa diferença de pressão depende da seguinte característica do nosso planeta:

A) pressão atmosférica.

B) aceleração da gravidade local.

C) temperatura da superfície.

D) densidade da atmosfera.

E) velocidade de rotação do planeta.

Questão 5

 Qual é a altura atingida por um líquido A quando a despejamos em um recipiente em U contendo líquido B, sabendo que após o equilíbrio teve uma altura de 0,4 metros? Considere que a densidade do líquido A é 2000 kg/m3 e do B é 500 kg/m3.

A) 0,1 m

B) 0,2 m

C) 0,3 m

D) 0,4 m

E) 0,5 m 

Questão 6

Quando se aplica uma força F1 de 200 N sobre um pistão de raio 1 m de uma prensa hidráulica, ocorre uma força F2 sobre o pistão de raio 0,2 m. Quanto vale essa força F2?

A) 2000 N
B) 3000 N
C) 4000 N
D) 5000 N
E) 6000 N

Questão 7

De acordo com a lei de Stevin, a pressão exercida pelo peso do líquido no qual o corpo está submerso não depende da:

A) massa específica do fluido.

B) aceleração da gravidade local.

C) variação da altura.

D) massa do fluido.

E) velocidade do planeta.

Questão 8

Determine a variação de pressão sobre um mergulhador a uma profundidade de 2 m.

Dados: massa específica da água =1000 kg/m e a aceleração da gravidade = 10 m/s2.

A) 2 ∙ 104 Pa

B) 3 ∙ 103 Pa

C) 4 ∙ 104 Pa

D) 5 ∙ 103 Pa

E) 6 ∙ 104 Pa

Questão 9

Existem diversas aplicações da lei de Stevin. Quais das proposições abaixo correspondem a elas?

I. Princípio de Pascal.

II. Princípio de Arquimedes.

III. Princípio dos vasos comunicantes.

IV. Princípio de Bernoulli.

Está correta as alternativas:

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Questão 10

Determine a massa específica de um líquido que é despejado em um recipiente contendo mercúrio, de massa específica 13,5 g/m3, sabendo que o líquido está a uma altura de 20 cm e o mércurio, a 60 cm.

A) 20,9 g/m3

B) 25,4 g/m3

C) 30,6 g/m3

D) 35,2 g/m3

E) 40,5 g/m3

Questão 11

Qual a profundidade máxima que um nadador pode atingir, sabendo que o seu pulmão aguenta uma diferença de pressão de 1 atm? Considere a densidade da água como 1000 kg/m  e a aceleração da gravidade como 10 m/s2.

A) 10 132,5

B) 1 013,25

C) 101,325

D) 10,1325

E) 1,01325

Questão 12

Quais das alternativas apresentam as unidades de medidas correspondentes às grandezas físicas estudadas na lei de Stevin?

I. A massa específica é medida em metro cúbico.

II. A altura é medida em Pascal.

III. A pressão é medida em Pascal.

IV. A força é medida em Newton.

A) Alternativas I e II.

B) Alternativas III e IV.

C) Alternativas I e III.

D) Alternativas II e IV.

E) Alternativas I e IV.

Respostas

Resposta Questão 1

Alternativa C.

Calcularemos a força aplicada através da fórmula do princípio de Pascal:

F1A1=F2A2

F10,0004=21040,16

F14104=21040,16

F1=4  104  2  1040,16

F1=4  20,16

F1=50N

Resposta Questão 2

Alternativa D.

Conforme o princípio dos vasos comunicantes, em um tubo em U com líquidos de massa específica diferentes, as alturas das colunas líquidas são inversamente proporcionais às suas massas específicas. Em razão disso, como a massa específica da água é menor que a massa específica do líquido, a altura da água deve ser maior que a altura do líquido.

Resposta Questão 3

Alternativa B.

Primeiramente, calcularemos a massa da pessoa através da fórmula do princípio de Pascal:

F1A1=F2A2

As forças serão as forças peso, e como R2 = 7 ∙ R1 , então A2 = 49 ∙ A1:

m=147049

m=30kg

Por fim, calcularemos a altura da pessoa através de outra fórmula do princípio de Pascal:

H1A1=H2A2

2,94A1=H249A1

2,94=H249

H2=2,9449

H2=0,06m

Resposta Questão 4

Alternativa B.

Essa diferença de pressão depende da aceleração da gravidade local, já que na lei de Stevin é possível observar que a variação de pressão hidrostática depende da densidade do líquido, da aceleração da gravidade local e da variação de altura.

Resposta Questão 5

Alternativa A.

Calcularemos a altura atingida pelo líquido A por meio da fórmula do princípio dos vasos comunicantes:

H1H2=d2d1

H10,4=5002000

H1=0,4  5002000

H1=2002000

H1=0,1m

Resposta Questão 6

Alternativa D.

Primeiramente, calcularemos a área do pistão maior, através da fórmula da área do círculo:

A1=πr21

A1=π12

A1=1πm2

Depois, calcularemos a área do pistão menor, da mesma forma:

A2=πr22

A2=π0,22

A2=0,04πm2

E por fim, calcularemos a força F2 na fórmula do teorema de Pascal:

F1A1=F2A2

2000,04π=F21π

F2=200  1π0,04π

F2=5000N

Resposta Questão 7

Alternativa E.

De acordo com a lei de Stevin, a pressão exercida pelo peso do líquido no qual o corpo está submerso não depende da velocidade do planeta, mas sim da aceleração da gravidade local, variação da altura, massa específica do fluido e consequentemente, também, da massa do fluido.

Resposta Questão 8

Alternativa A.

Calcularemos a variação de pressão sobre o mergulhador por meio do teorema de Stevin:

Δp=ρgΔh

Δp=1000102

Δp=20000

Δp=2104Pa

Resposta Questão 9

Alternativa C.

O princípio dos vasos comunicantes e o princípio de Pascal foram desenvolvidos por meio da lei de Stevin:

H1H2=d2d1

0,20,6=13,5d1

Resposta Questão 10

Alternativa E.

Primeiramente, transformaremos as alturas de centímetros em metros:

20 cm = 0,2 m

60 cm = 0,6 m

Por fim, calcularemos a massa específica do líquido por meio da fórmula do princípio dos vasos comunicantes:

H1H2=d2d1

0,20,6=13,5d1

d1=13,5  0,60,2

d1=40,5g/m3

Resposta Questão 11

Alternativa D.

Primeiramente, converteremos a pressão de atm para Pascal:

1 atm=101 325 Pa

Por fim, calcularemos a profundidade máxima atingida pelo nadador por meio da fórmula do teorema de Stevin:

Δp=ρgΔh

101325=100010Δh

Δh=101325100010

Δh=10,1325 m

Resposta Questão 12

Alternativa B.

I. A massa específica é medida em metro cúbico. (incorreta)
A massa específica é medida em quilograma por metro cúbico.

II. A altura é medida em Pascal. (incorreta)
A altura é medida em metros.

III. A pressão é medida em Pascal. (correta)

IV. A força é medida em Newton. (correta)

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