Teorema de Pascal
Lista de 20 exercícios de Física com gabarito sobre o tema Teorema de Pascal com questões de Vestibulares.
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1. (EEAR) Uma prensa hidráulica possui ramos com áreas iguais a 15 cm² e 60 cm². Se aplicarmos uma força de intensidade F1=8N sobre o êmbolo de menor área, a força transmitida ao êmbolo de maior área será:
- 2F1
- 4F1
Resposta: D
Resolução:
2. (PUC-RS)
INSTRUÇÃO: Para responder à questão, analise a figura abaixo, que representa um recipiente com cinco ramos abertos à atmosfera, em um local onde a aceleração gravitacional é constante, e complete as lacunas do texto que segue. As linhas tracejadas, assim como o fundo do recipiente, são horizontais.
Considerando que o recipiente está em equilíbrio mecânico e contém um fluido de massa específica constante, afirma-se que a pressão exercida pelo fluido no _________ é _________ pressão exercida pelo fluido no _________.
- ponto A – menor que a – ponto D
- ponto A – menor que a – ponto C
- ponto B – igual à – ponto E
- ponto D – menor que a – ponto F
- ponto D – igual à – ponto C
Resposta: A
Resolução:
3. (Acafe) O bisturi é um instrumento cirúrgico de corte utilizado para fazer incisões, ou seja, cortes no corpo, geralmente em um ato cirúrgico. Existem bisturis de diversos tamanhos de cabo e tipos de lâminas, como mostra a figura abaixo.
Um médico escolhe um bisturi com a finalidade de fazer facilmente uma incisão no corpo de uma paciente. Nessa situação, assinale a alternativa correta que completa, em sequência, as lacunas da frase a seguir.
O médico deve escolher um bisturi com a lâmina _________, pois isso fará com que ele obtenha ___________ no local para fazer a incisão.
- mais afiada - maior força
- menos afiada - maior pressão
- mais afiada - maior pressão
- mais afiada - maior área de contato
Resposta: C
Resolução: Quando menor a superfície, maior a pressão.
04. (UFVJM) O princípio de Pascal enuncia que uma pressão exercida em um líquido é transmitida integralmente a todos os pontos deste 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.
ASSINALE a alternativa que contém, respectivamente, a massa da pessoa e a altura H2.
- 71,4 kg e 0,42 m
- 30,0 kg e 0,06 m
- 30,0 kg e 2,94 m
- 71,4 kg e 0,06 m
Resposta: B
Resolução:
Pelo princípio de Pascal: F1/A1 = F2/A2, como R2 =7R1 ∴ A2 =49 A1
Substituindo os valores M*G/A1 = 1470*g/49A1 = 30kg
Para achar a altura que o carro elevou, basta lembra que o volume que pessoa deslocou para baixo será todo direcionado para o lado do carro ∴ h1*A1 = h2 * 49A1
Substituindo os valores ⇒ 2,94*A1 =h2*49A1 ⇒ h=0,06 m
05. (FGV) O macaco hidráulico consta de dois êmbolos: um estreito, que comprime o óleo, e outro largo, que suspende a carga. Um sistema de válvulas permite que uma nova quantidade de óleo entre no mecanismo sem que haja retorno do óleo já comprimido. Para multiplicar a força empregada, uma alavanca é conectada ao corpo do macaco.
Tendo perdido a alavanca do macaco, um caminhoneiro de massa 80 kg, usando seu peso para pressionar o êmbolo pequeno com o pé, considerando que o sistema de válvulas não interfira significativamente sobre a pressurização do óleo, poderá suspender uma carga máxima, em kg, de Dados:
diâmetro do êmbolo menor = 1,0 cm
diâmetro do êmbolo maior = 6,0 cm
aceleração da gravidade = 10 m/s²
- 2 880.
- 2 960.
- 2 990.
- 3 320.
- 3 510.
Resposta: A
Resolução:
06. (IFMT) Ao apertarmos um tubo com gás comprimido, um tubo de aerossol, e um tubo de pasta de dente, estamos fazendo uso de um princípio muito importante da Física sobre o equilíbrio dos líquidos, chamado princípio de:
- Arquimedes.
- Newton.
- Torricelli.
- Pascal.
- Coulomb.
Resposta: D
Resolução: O princípio de Pascal descreve a transferência de pressão em fluidos confinados, como líquidos e gases. Quando você aperta um tubo com gás comprimido, um tubo de aerossol ou um tubo de pasta de dente, você está aplicando o princípio de Pascal para criar uma pressão no fluido dentro do tubo e fazê-lo sair de maneira controlada. O princípio de Pascal é fundamental em muitas aplicações da física e da engenharia que envolvem fluidos.
07. (FPS-PE) A figura abaixo mostra o princípio de funcionamento de um elevador hidráulico, formado por um sistema de vasos comunicantes contendo um fluído incompressível no seu interior. Considere que a aceleração da gravidade vale 10 m/s². Sabendo-se que as áreas das seções transversais dos pistões 1 e 2 são, respectivamente, A1 = 0.2 m² e A2 = 1 m², o módulo da força F1 necessária para erguer o peso equivalente de uma carga com massa igual a 100 kg será:
- 10 N
- 50 N
- 100 N
- 150 N
- 200 N
Resposta: E
Resolução:
08. (Ufsm) Ao ser medicado, um jogador recebeu uma injeção com uma seringa cujo êmbolo tem secção reta de 1,2 cm². O médico, ao aplicar o medicamento, exerceu, sobre o êmbolo, uma força com módulo de 6 N. A elevação, em N/m2, da pressão produzida na ponta da agulha, cuja secção reta tem uma área de 0,01 cm², é
- 6 × 106
- 5 × 104
- 720
- 6
- 5 × 10-²
Resposta: B
Resolução: Começa em 6:17
09. (Ueg) Em uma colisão automobilística frontal, observou-se que o volante foi deformado provavelmente pelo impacto com o tórax do motorista, além de uma quebra circular no para-brisa evidenciar o local de impacto da cabeça. O acidentado apresentou fratura craniana, deformidade transversal do esterno, contusão cardíaca e ruptura dos alvéolos pulmonares. A lesão pulmonar ocorreu pela reação instintiva de espanto do motorista ao puxar e segurar o fôlego, pois a compressão súbita do tórax produziu a ruptura dos alvéolos, assim como se estoura um saco de papel inflado. Sobre essa lesão pulmonar, é correto afirmar:
- pelo Princípio de Pascal, o aumento da pressão sobre o ar contido nos alvéolos foi inversamente proporcional ao volume ocupado pelo fluido, cuja massa rompeu as paredes inferiores dos alvéolos.
- pelo Princípio de Pascal, o aumento da pressão anteroposterior sobre o ar contido nos alvéolos por ação de pressão externa foi transmitido a todos os pontos do fluido, inclusive à parede dos alvéolos.
- pelo Princípio de Arquimedes, o aumento da pressão sobre o ar contido nos alvéolos foi inversamente proporcional ao volume ocupado pelo fluido, cuja massa rompeu as paredes inferiores dos alvéolos.
- pelo Princípio de Arquimedes, o aumento da pressão anteroposterior sobre o ar contido nos alvéolos por ação de pressão externa foi transmitido a todos os pontos do fluido, inclusive à parede dos alvéolos.
Resposta: B
Resolução: A lesão pulmonar descrita no cenário da colisão automobilística está relacionada ao Princípio de Pascal, que afirma que a pressão aplicada a um fluido em um sistema confinado é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido.
A pressão súbita no tórax do motorista, devido ao impacto frontal, foi transmitida aos alvéolos pulmonares. O aumento da pressão no ar contido nos alvéolos por ação da pressão externa foi transmitido a todos os pontos do fluido, incluindo as paredes dos alvéolos.
10. (UNICAMP) A figura abaixo mostra, de forma simplificada, o sistema de freios a disco de um automóvel. Ao se pressionar o pedal do freio, este empurra o êmbolo de um primeiro pistão que, por sua vez, através do óleo do circuito hidráulico, empurra um segundo pistão. O segundo pistão pressiona uma pastilha de freio contra um disco metálico preso à roda, fazendo com que ela diminua sua velocidade angular.
Considerando o diâmetro d2 do segundo pistão duas vezes maior que o diâmetro d1 do primeiro, qual a razão entre a força aplicada ao pedal de freio pelo pé do motorista e a força aplicada à pastilha de freio?
- 1/4.
- 1/2.
- 2.
- 4.
Resposta: A
Resolução:
11. (Aman) Um elevador hidráulico de um posto de gasolina é acionado por um pequeno êmbolo de área igual a 4 ⋅ 10-4 m². O automóvel a ser elevado tem peso de 2 ⋅ 104 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:
- 20 N
- 40 N
- 50 N
- 80 N
- 120 N
Resposta: C
Resolução:
12. (UEFS) No freio hidráulico de um automóvel, a pressão exercida pelo motorista no pedal de freio é transmitida até as rodas do veículo através de um fluído. A transmissão do acréscimo da pressão exercida em um ponto de um fluido a todos os pontos do fluido e das paredes internas do recipiente que o contém é explicada pelo
- Princípio da inércia.
- Teorema de Stevin.
- Princípio de Pascal.
- Teorema de Arquimedes.
- Princípio dos vasos comunicantes.
Resposta: C
Resolução: A transmissão da pressão em um fluido a todos os pontos do fluido e às paredes internas do recipiente que o contém é explicada pelo Princípio de Pascal.
13. (UERJ) Observe, na figura a seguir, a representação de uma prensa hidráulica, na qual as forças F1 e F2 atuam, respectivamente, sobre os êmbolos dos cilindros I e II.
Admita que os cilindros estejam totalmente preenchidos por um líquido. O volume do cilindro II é igual a quatro vezes o volume do cilindro I, cuja altura é o triplo da altura do cilindro II. A razão entre as intensidades das forças F2 e F1, quando o sistema está em equilíbrio, corresponde a:
- 12
- 6
- 3
- 2
Resposta: A
Resolução:
14. (Uepa) Durante uma aula sobre fluidos, o professor ilustra um importante princípio físico por meio de um experimento, conforme a figura a seguir. No êmbolo da seringa maior, está apoiado um bloco de 150 g.
Ao ser pressionado, o êmbolo da seringa A desloca-se, muito lentamente, 3 cm, e o êmbolo da seringa B desloca-se 2 cm, elevando o bloco. Com relação a essa situação, são feitas as seguintes afirmações:
Dado: aceleração da gravidade = 10 m/s².
I. A força exercida pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do peso do bloco.
II. O trabalho realizado pelo professor, ao empurrar o êmbolo, é igual a 0,03 J.
III. A pressão exercida pelo bloco no êmbolo da seringa B é maior que a pressão exercida pelo professor no êmbolo da seringa A.
IV. O trabalho realizado pelo professor no êmbolo da seringa A é igual a 2/3 do trabalho realizado pela força peso no bloco.
A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é:
- I e II
- I e III
- II e III
- II e IV
- III e IV
Resposta: A
Resolução: Começa 19:05
15. (PUC-RIO) Um bloco de massa m = 9000 kg é colocado sobre um elevador hidráulico como mostra a figura acima. A razão entre o diâmetro do pistão (dP) que segura a base do elevador e o diâmetro (dF) onde deve-se aplicar a força F é de dP / dF = 30. Encontre a força necessária para se levantar o bloco com velocidade constante. Considere g = 10 m/s2 e despreze os atritos.
- 100 N
- 300 N
- 600 N
- 900 N
- 1000 N
Resposta: A
Resolução:
16. (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 104 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:
- 20 N
- 40 N
- 50 N
- 80 N
- 120 N
Resposta: C
Resolução:
17. (UFSM-RS) Um braço mecânico de um trator usado para fazer valetas tem um sistema hidráulico que se compõe, basicamente, de dois cilindros conectados por uma mangueira resistente a altas pressões, todos preenchidos com óleo.
Se, no equilíbrio, P é a pressão num cilindro, a pressão no outro, que tem área 10 vezes maior, é
- 10 P
- 5 P
- P
- P/5
- P/10
Resposta: C
Resolução: Em cada cilindro hidráulico conectado o óleo pressurizado chega à mesma pressão, independente da área de cada um.
18. (UFV-MG) A figura a seguir ilustra uma pessoa equilibrando um caminhão por meio de um elevador hidráulico. O caminhão tem 10 toneladas de massa e está apoiado sobre um pistão cuja a área é de 6 m². Sabendo que a área do pistão no qual a pessoa atua é de 30 cm², é CORRETO afirmar que o valor do módulo da força que esta pessoa exerce sobre o pistão é de
Considere a aceleração da gravidade local g = 10 m/s².
- 50 N.
- 150 N.
- 200 N.
- 500 N
Resposta: A
Resolução:
Para encontrar o valor do módulo da força que a pessoa exerce sobre o pistão, podemos usar o princípio de Pascal, que afirma que a pressão aplicada a um fluido em um sistema confinado é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido.
Primeiro, vamos calcular a pressão exercida pelo caminhão no pistão maior:
Pressão = Força / Área
A área do pistão maior é de 6 m², e o caminhão tem uma massa de 10 toneladas. Primeiro, convertemos a massa para quilogramas:
10 toneladas = 10.000 kg
Agora, podemos calcular a pressão exercida pelo caminhão no pistão maior:
Pressão = Peso do caminhão / Área
Pressão = (massa do caminhão * aceleração devido à gravidade) / Área
Pressão = (10.000 kg * 10 m/s²) / 6 m²
Pressão = (100.000 N) / 6 m²
Pressão = 16.666,67 N/m²
Agora que sabemos a pressão exercida pelo caminhão, podemos usar o princípio de Pascal para encontrar a força que a pessoa exerce sobre o pistão menor:
Pressão1 (pessoa) = Pressão2 (caminhão)
A área do pistão menor é de 30 cm², o que equivale a 0,003 m² (convertendo de centímetros quadrados para metros quadrados).
Pressão1 = Pressão2
Força1 / Área1 = Força2 / Área2
Agora, podemos resolver para a força que a pessoa exerce (Força1):
Força1 = (Pressão1 * Área1) / Área2
Força1 = (16.666,67 N/m² * 0,003 m²) / 6 m²
Força1 = (50 N) / 6
Força1 ≈ 8,33 N
Portanto, o valor do módulo da força que a pessoa exerce sobre o pistão é de aproximadamente 8,33 N.
19. (U. F. Ouro Preto-MG) Um recipiente, dotado de um êmbolo, contém água. Quando a pressão exercida pelo êmbolo é 2 · 105 Pa, a diferença entre as pressões dos pontos B e A é 6 · 104 Pa. Se a pressão do êmbolo for elevada para 20 · 105 Pa, a diferença entre as pressões dos pontos B e A será:
- 120 · 104 Pa
- 60 · 104 Pa
- 22 · 104 Pa
- 6 · 104 Pa
Resposta: D
Resolução:
Para resolver esse problema, podemos aplicar o Princípio de Pascal, que afirma que quando a pressão é aplicada em um fluido em um sistema fechado, essa pressão é transmitida integralmente a todos os pontos do fluido.
Inicialmente, quando a pressão exercida pelo êmbolo é de 2 × 105 Pa, a diferença de pressão entre os pontos B e A é de 6 × 104 Pa. Agora, se a pressão for elevada para 20 × 105 Pa, queremos calcular a nova diferença de pressão entre os pontos B e A.
Podemos estabelecer uma proporção usando o Princípio de Pascal:
(Pressão no ponto B - Pressão no ponto A) / (Pressão no êmbolo original) = (Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A) / (Nova pressão no êmbolo)
Agora, podemos preencher os valores conhecidos:
(6 × 104 Pa) / (2 × 105 Pa) = (Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A) / (20 × 105 Pa)
Resolvendo a proporção para encontrar a nova diferença de pressão:
(6 × 104 Pa) / (2 × 105 Pa) = (Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A) / (20 × 105 Pa)
(3/10) = (Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A) / (20)
Multiplicando ambos os lados por 20:
Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A = (3/10) * 20
Nova pressão no ponto B - Nova pressão no ponto A = 6
20. (UDESC) Para suspender um carro de 1500 kg usa-se um macaco hidráulico, que é composto de dois cilindros cheios de óleo, que se comunicam. Os cilindros são dotados de pistões, que podem se mover dentro deles. O pistão maior tem um cilindro com área 5,0x10³, e o menor tem área de 0,010m². Qual deve ser a força aplicada ao pistão menor, para equilibrar o carro?
- 0,030N
- 7,5×109 N
- 300 N
- 7,5×104 N
- 30 N
Resposta: C
Resolução:
A força a ser aplicada ao pistão menor, para equilibrar o carro equivale a 0,03 Newtons.
O princípio de Pascal constata que ocorre a transmissão da pressão, realizada em uma região do fluido, para todo o fluido e para o recipiente em que ele está contido.
Sabemos que a pressão é diretamente proporcional à intensidade da força aplicada e inversamente proporcional à área.
P = F/A
Para os elevadores ou prensas hidráulicas, podemos aplicar o Princípio de Pascoal, segundoo qual nós podemos relacionar as forças aplicadas em cada pistão e as áreas dos mesmos por meioda seguinte equação -
F1/A1 = F2/A2
Onde,
F1 e F2: forças aplicadas nos êmbolos
A1 e A2: áreas dos êmbolos
Dados fornecidos pela questão-
massa = 1500 kg
A1 = 0,010 m²
A2 = 0,5 m²
Calculando o peso do carro -
P = m.g
P = 1500 . 10
P = 15.000 Newtons
Calculando a a força a ser aplicada ao pistão menor, para equilibrar o carro-
F1/0,010 = 15000/0,5
F1 = 0,010. 30000
F1 = 300 N