Exercícios de Pressão Hidrostática

A obtenção de energia a partir da combustão do carvão e do petróleo resulta na emissão de gases que contribuem para o aquecimento global. Para reduzir essas emissões, o uso de fontes renováveis de energia tem crescido nas últimas décadas. Entretanto, nenhuma delas é isenta de impactos ambientais. Uma usina hidrelétrica, por exemplo, pode causar alterações locais no clima, na flora e na fauna, além de atividades sísmicas geradas pela pressão da água sobre o substrato rochoso do reservatório. No caso da usina de Itaipu, a profundidade do reservatório tem, em média, cerca de 20 m, embora, em certos locais, possa chegar a 170 m. A área ao redor do reservatório é monitorada, mas nenhum abalo sísmico foi detectado até agora. Dado que 1atm≈10⁵ N / m², a pressão sobre o leito do reservatório devida apenas ao peso da água nas regiões de maior profundidade é (em atm) de aproximadamente

A pressão na superfície de uma piscina, com 3 m de profundidade e com água até a borda, é a pressão atmosférica P_atm = 101 kPa. 

Considere o módulo da aceleração da gravidade, g, igual a 10 m/s² e a massa específica da água ρ = 10³ kg / m³. Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. A pressão absoluta em um ponto a uma profundidade de 2 m vale __________ kPa, e o valor da pressão manométrica nesse mesmo ponto é __________ kPa. 

Ao nível do mar, três recipientes R₁, R₂ e R₃ abertos, de formatos diferentes mas com a mesma altura, foram totalmente preenchidos com o mesmo líquido. Sabendo que as áreas da base de R₂ e R₃ são iguais entre si e menores do que a área da base de R₁, e que a área do topo de R₂ e R₁ são iguais entre si e menores do que a área do topo de R₃, podemos afirmar que

A laje de um depósito de bebidas tem 50 m² de área útil de armazenamento e foi projetada para suportar pressões de até 10⁴ Pa. O gerente do estabelecimento pretende armazenar um produto cuja densidade é 1250 kg/m³. Considere a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². 

A altura máxima, em metro, de empilhamento do produto que essa laje é capaz de suportar é 

Um técnico do laboratório de Física decidiu preparar uma atividade para os alunos, pegou na prateleira dois frascos contento líquidos imiscíveis, A e B. Observando os dados no notebook, reparou que as únicas informações que tinha sobre os líquidos eram gráficos da massa (m) em função do volume (V), conforme mostrado na figura a seguir. O técnico verteu quantidades diferentes destes líquidos em um recipiente e aguardou até que ocorresse o equilíbrio hidrostático. Após alcançar o equilíbrio, anotou as alturas finais de cada líquido sem identificá‐los, conforme mostrado também na figura.

Qual o valor da pressão, em Pa, no fundo do recipiente?

Adote a intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 10 m/s² e desconsidere a pressão atmosférica.

Uma plataforma plana horizontal tem uma área A. Sobre ela, é colocado um objeto de massa m constante, que fica estático no local, sujeito apenas à força gravitacional e à força exercida pela plataforma. As forças envolvidas no problema são todas orientadas perpendicularmente à plataforma. O objeto exerce uma pressão de valor P = 2,0×10⁴ Pa sobre a plataforma, e a massa do objeto vale m = 600g.

Considerando as informações apresentadas, assinale a alternativa que apresenta corretamente o valor da área A da plataforma.

Dado: g = 10 m/s².

Os pulmões fazem parte do sistema respiratório, desempenhando um importante papel nas trocas gasosas, que são vitais para o bom funcionamento de nosso corpo. Eles apresentam formato cônico e estão localizados na caixa torácica. Os pulmões apresentam alvéolos pulmonares, pequenas bolsas parecidas com favos de mel, que podem ser encontrados em colmeias. As trocas gasosas entre os pulmões (meio interno) e o ambiente (meio externo) ocorrem por diferença de pressão. A esse respeito, é correto afirma que

Um mergulhador submerso, a 10 metros embaixo d’água, usou um tubo conectado à superfície para respirar. Considere que a densidade da água é 1.000 kg/m³.

Assinale a alternativa que corresponde à diferença de pressão aproximada que a água exerce sobre os pulmões em relação ao ar externo, que está a pressão atmosférica, e a justificativa de o porquê é perigoso fazer isso:

Dois garrafões idênticos são mantidos abertos à atmosfera e estão conectados através de um tubo muito fino. A válvula que os conecta se encontra inicialmente fechada, como mostrado na figura. O garrafão da esquerda é preenchido por um óleo de densidade 0,8×10³ kg / m³, e o da direita é preenchido com água, cuja densidade é 1,0×10³ kg / m³, até ambos terem seus líquidos numa altura de 1,0 metro em relação ao fundo dos garrafões. A válvula, então, é aberta.

Dado: g = 10 m/s²

Após um tempo suficiente para que o sistema fique estático, qual é a altura final, em metros, da coluna de água à direita em relação ao fundo do garrafão?

A pressão atmosférica na superfície de um lago é igual 1,0×10⁵ Pa. Um mergulhador experimental mergulha nesse lago até uma profundidade tal, que a pressão total sentida por ele é o triplo da pressão atmosférica externa.

Qual é a profundidade, em metros, em que se encontra o mergulhador?

Dados:

g = 10 m/s²

Densidade da água = 1,0 g/cm³