FÍSICA - Equilíbrio

(UFSCar-SP) Quase terminada a arrumação do novo escritório, o engenheiro lamenta profundamente o acontecido...

Pela análise da figura e supondo que a água esguichada do furo venha de um cano proveniente de uma caixa-d’água, analise as três afirmações seguintes.
I. O nível de água da caixa que alimenta o encanamento se encontra acima do furo na parede.
II. Se o furo tivesse sido feito em um ponto mais baixo do que o indicado, a pressão que faz a água esguichar seria maior.
III. De todos os esguichos enviesados pelo prego, aquele que sair pelo furo sob um ângulo de 45° com a horizontal terá o maior alcance.

É certo o que se afirma em:

Determine a intensidade do torque exercido por uma força F = 3 N, inclinada 30° em relação a uma barra e aplicada a uma distância de 2 m do eixo de rotação dessa barra. 

O braço humano pode ser considerado uma alavanca interpotente durante um exercício físico. Uma pessoa que deseja equilibrar um peso de P = 50 N em sua mão, em uma posição aproximada de 30 cm do apoio (cotovelo) precisará exercer uma força F no seu braço, localizada a aproximadamente 5 cm do apoio, de qual valor, para mantê-lo em equilíbrio (torque nulo) ela precisará?

(Unir-RO) A figura abaixo ilustra esquematicamente o equipamento para controle de qualidade de álcool utilizado em bombas de abastecimento do combustível. O equipamento é composto por uma câmara com álcool, cujo nível está indicado por uma seta horizontal, e por uma cápsula de vidro, parcialmente imersa, que possui marcada uma coluna vertical. O limite superior da coluna vertical não pode estar acima do nível de álcool para que o produto esteja dentro da especificação do Instituto Nacional de Metrologia, Normalização e Qualidade Industrial [Inmetro].

Sobre o equipamento e seu funcionamento, marque V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas.
( ) O equipamento indicará que o produto (álcool) estará fora da especificação quando sua densidade for maior que a permitida.
( ) A força de empuxo que a cápsula sofrerá será tanto maior quanto maior for a densidade do álcool.
( ) O peso da cápsula e a força de empuxo sofrida pela cápsula serão iguais apenas quando o álcool tiver a densidade limite entre as duas situações (dentro e fora da especificação).

Assinale a sequência correta.

(Ufam) A bomba de água da figura a seguir retira todo o ar do topo da coluna de água. Considere a pressão atmosférica local igual a 1,0 × 10⁵ Pa e a densidade da água igual a 1,0 g/cm³. 

A altura máxima que a coluna de água poderá atingir com o funcionamento da bomba é:

(UFS-SE — Adaptado) Uma barra prismática e homogênea AB tem comprimento de 10 m e pesa 900 N. Ela está apoiada na extremidade A e num ponto C, que dista 6 m de A, mantendo-se na horizontal, como mostra a figura.

Um homem de peso 600 N caminha sobre a barra, partindo de A, com velocidade constante de 1 m/s.

Analise as afirmações que seguem. 

00. Quando o homem inicia o movimento, a intensidade da força exercida pelo apoio A vale 1 500 N.
11. Após 3 s de caminhada, o momento do peso do homem em relação a C tem módulo de 1 800 N · m.
22. Após 6 s de caminhada, a intensidade da força exercida pelo apoio C vale 1 350 N.
33. O tempo máximo que o homem pode caminhar sobre a barra sem que ela tombe é 7,5 s.
44. Para que o homem possa ficar em B, sem tombar a barra, deve-se exercer em A uma força de intensidade mínima igual a 200 N.

A soma dos números associados às alternativas corretas é:

(Uece) A plataforma de um andaime é construída com uma tábua quadrada uniforme de 60 kg e 5 m de lado. Essa plataforma repousa sobre dois apoios em lados opostos. Um pintor de 70 kg está em pé no andaime a 2 m de um dos apoios. Considere o módulo da aceleração da gravidade g = 10 m/s². Assim, a força exercida pelos apoios sobre a plataforma, em N, é:

(Mackenzie-SP) No interior do tubo em forma de U, com extremidades abertas, ilustrado na figura, existe água, de densidade 1,0 g/cm³.

Em certo instante, despeja-se, no ramo da direita, uma quantidade de óleo, de densidade 0,80 g/cm³. Entre as alternativas, a figura que melhor representa o estado de equilíbrio desses dois líquidos não miscíveis é:

(UEL-PR) A areia monazítica, abundante no litoral do Espírito Santo até o final do século XIX, é rica em tório e foi contrabandeada para outros países durante muitos anos sob a falsa alegação de lastrear navios. O lastro tem por objetivo afundá-los na água, até certo nível, conferindo estabilidade para a navegação.

Se uma embarcação tem massa de 50 000 kg, qual deverá ser a massa de lastro de areia monazítica, em tonelada, para que esse navio lastreado desloque um volume total de 1 000 m³ de água do mar?

Considere a densidade da água do mar igual a 1 g/cm³.

(Unesp) A maioria dos peixes ósseos possui uma estrutura chamada vesícula gasosa, ou bexiga natatória, que tem a função de ajudar na flutuação do peixe.

Um desses peixes está em repouso na água, com a força peso, aplicada pela Terra, e o empuxo, exercido pela água, equilibrando-se, como mostra a figura 1. Desprezando a força exercida pelo movimento das nadadeiras, considere que, ao aumentar o volume ocupado pelos gases na bexiga natatória, sem que a massa do peixe varie signifcativamente, o volume do corpo do peixe também aumente. Assim, o módulo do empuxo supera o da força peso, e o peixe sobe (fgura 2).

Na situação descrita, o módulo do empuxo aumenta porque:

(UEG-GO) Um estudante de Biologia bebe seu refrigerante na cantina do colégio e, com base em seus conhecimentos de Física, observa que, quando leva o líquido à boca, o seu braço realiza um movimento circular, cujo raio é o próprio antebraço, que mede 25,0 cm. Supondo que a massa do copo juntamente com a massa do líquido sejam de aproximadamente 300 g, desprezando-se o peso do antebraço e aplicando-se uma força F, responsável por uma aceleração de 70,0 m/s2, para colocar o copo em movimento, o estudante conclui que o torque realizado pelo copo com refrigerante é igual a:

(UFABC-SP)

O rei dos rios
Com base em imagens de satélite e em uma pesquisa de campo na cordilheira dos Andes, cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais concluíram que o rio Amazonas é 592 quilômetros maior do que se supunha, tornando-se, assim, além de o mais caudaloso, o rio mais longo do planeta.

Volume de água despejado no mar 200 000 metros cúbicos por segundo.
O suficiente para encher a baía de Guanabara em quatro horas.

Inpe, História Natural dos Rios Amazônicos e Enciclopédia Britânica – Veja, 09.07.2008.

De acordo com os dados do quadro, que mostra o volume de água que é despejado no mar pelo rio Amazonas, conclui-se que o volume de água da baía de Guanabara, em metro cúbico, pode ser expresso por:

No dia a dia, usamos diversos utensílios constituídos por sistemas de alavancas, como tesouras e maçanetas. Até para abrir a capa de um livro utilizamos uma alavanca. 

Nesse caso, o ponto fixo, a força potente e a força resistente são, respectivamente:

(Mackenzie-SP) Num laudo médico, foi mencionado que a pressão diastólica do paciente é equivalente à pressão exercida na base inferior de uma coluna de 9,50 cm de mercúrio. Considerando-se que a pressão atmosférica ao nível do mar é 1,00 · 10⁵ N/m², a medida da pressão arterial mencionada no referido laudo médico, em unidades do SI, é:

Durante uma viagem de férias um casal se depara com um problema muito comum, o pneu furado. No momento em que pararam em um posto para o abastecimento perceberam que um dos pneus dianteiros estava furado. Para evitar um possível acidente, o condutor resolve trocar esse pneu. Encontra para essa troca, junto ao equipamento de segurança e ferramenta do veículo, vários tamanhos de chave de roda, percebendo, entretanto que a diferença entre elas é devido ao comprimento do braço onde será apoiada a mão dessa pessoa para aplicar o giro dos parafusos da roda. Qual chave de roda deve ser utilizada para que o condutor necessite aplicar menor força durante a retirada do pneu?

(FGV-SP) Em um poste, uma trave horizontal feita de madeira serve de suporte para os três isoladores de alta tensão, responsáveis, também, por manter os fios sobrelevados.

Os pesos da trave e dos isoladores podem ser considerados desprezíveis. Cada fio exerce sobre seu isolador uma força vertical de intensidade 400 N e, por essa razão, além da trave ser presa diretamente ao poste, uma haste inclinada exerce um esforço adicional para cima, em newtons, de intensidade:

(UFMG) Para pintar uma parede, Miguel está sobre um andaime suspenso por duas cordas. Em certo instante, ele está mais próximo da extremidade direita do andaime, como mostrado nesta figura:

Sejam T_E e T_D os módulos das tensões nas cordas, respectivamente, da esquerda e da direita e P o módulo da soma do peso do andaime com o peso de Miguel. Analisando-se essas informações, é correto afirmar que:

(UFRN) Numa estação de tratamento de água para consumo humano, durante uma das etapas do tratamento, a água passa por tanques de cimento e recebe produtos, como sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Essas substâncias fazem as partículas finas de impurezas presentes na água se juntarem, formando partículas maiores e mais pesadas, que vão se depositando, aos poucos, no fundo do tanque. Após algumas horas nesse tanque, a água que fica sobre as impurezas, e que está mais limpa, é passada para outro tanque, onde o tratamento continua. As partículas maiores e mais pesadas se depositam no fundo do tanque porque o peso:

(Unesp) Para que se administre medicamento por 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 conecta-se 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 precisem ser administrados. O frasco do primeiro foi colocado em uma posição tal que a superfície livre do líquido encontra-se à altura h do ponto de aplicação. Para aplicação do segundo medicamento, de massa específica 1,2 vez 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:

(UFG-GO) Quando uma garrafa de espumante é balançada vigorosamente, a rolha pode ser expelida com alta velocidade, sem nenhum outro auxílio. Suponha que a pressão no interior da garrafa atinja 33 atm e que o diâmetro do gargalo seja de 1,5 cm. Nessas condições, a rolha é expelida porque:

Dados:

•  π3
• 1 atm 10⁵ N/m²

Um brinquedo infantil muito interessante é chamado pássaro equilibrista, uma vez que esse pássaro fica equilibrado em uma superfície ou mesmo no dedo, somente por um ponto, como no bico, por exemplo. Apesar do pássaro ser grande em relação ao seu bico, qualquer pessoa ou criança consegue equilibrá-lo facilmente.

Qual alternativa explica fisicamente esse equilíbrio?

(Fuvest-SP) Em uma academia de musculação, uma barra B, com 2,0 m de comprimento e massa de 10 kg, está apoiada de forma simétrica em dois suportes, S₁ e S₂, separados por uma distância de 1,0 m, como indicado na figura abaixo.

Para a realização de exercícios, vários discos de diferentes massas M podem ser colocados em encaixes E, com seus centros a 0,10 m de cada extremidade da barra.

O primeiro disco deve ser escolhido com cuidado, para não desequilibrar a barra. Dentre os discos disponíveis, cujas massas estão indicadas abaixo, aquele de maior massa e que pode ser colocado em um dos encaixes, sem desequilibrar a barra, é o disco de: