01|UECE 2008.2|Conh. Gerais
Um mergulhador está submerso no mar, nadando para frente, com velocidade constante. A direção da força resultante, exercida pela água sobre ele é
02|UECE 2006.2|2ª Fase
Um objeto de densidade e volume V flutua com 50% de seu volume submerso em um líquido de densidade . O recipiente que contém o líquido está sobre uma balança. Um agente externo imprime uma força vertical sobre o objeto de modo a mantê-lo completamente imerso e imóvel. Nessa situação, pode-se dizer que a leitura da balança fica acrescida de
03|UECE 2006.2|2ª Fase
O peso de uma âncora de ferro (), quando totalmente imersa em água, parece 200 N mais leve que no ar. Considerando a densidade da água como 1.000 kg/m³ e g = 10 m/s², o peso da âncora no ar, em Newton, é
04|UECE 2006.1|2ª Fase
No recipiente paralelepipédico visto na figura existe um cilindro em repouso, que pode girar, sem atrito, em torno de seu eixo longitudinal de simetria, suposto fixo e horizontal, perpendicular ao plano da figura, passando pelo ponto O. A câmara I contém um líquido ideal I de densidade ρI e a II, um líquido ideal II de densidade ρII, com ρII > ρI. As paredes a e b dividem o recipiente e impedem que os líquidos se misturem. É óbvio que o cilindro sofre empuxos diferentes, causados pelos líquidos I e II. Supondo-se que não haja perda de energia mecânica, o cilindro:
05|UECE 2006.1|2ª Fase
Considerando g = 10m/s² e sabendo que a pressão atmosférica ao nível do mar é aproximadamente Pa, a estimativa do comprimento, em metros e ao nível do mar, da coluna de um barômetro que, em vez de mercúrio, contém água do mar cuja densidade é , é cerca de:
06|UECE 2007.1|2ª Fase
Determine, aproximadamente, a altura da atmosfera terrestre se a densidade do ar fosse constante e igual a 1,3 kg/m³. Considere g = 10,0 m/s² e a pressão atmosférica ao nível do mar igual a .
07|UECE 2007.2|2ª Fase
Em um balde com água, que está sobre uma balança, é colocado um quilograma de ferro, de densidade , suspenso por um fio de massa desprezível, que está preso a uma plataforma, conforme a figura abaixo. Estando o ferro totalmente submerso e parado, a variação no peso medido pela balança, quando da imersão do ferro, é aproximadamente (considere a aceleração da gravidade g = 10 m/s²):
08|UECE 2008.1|2ª Fase
Um tubo em U, de seção transversal reta uniforme igual a 1 cm², contém água () em equilíbrio estático, conforme a figura abaixo. Assinale a alternativa que contém o volume de óleo (), em centímetros cúbicos, que deve ser colocado em um dos ramos do tubo para causar uma diferença de 2 cm entre as superfícies superiores do óleo e da água, conforme mostra a figura.
09|UECE 2008.2|2ª Fase
Um cubo de gelo de água pura, sem bolhas de ar, é colocado dentro de um copo de água também pura, a temperatura ambiente, fazendo com que o nível da água suba até a altura x, como mostra a figura. Quando o sistema atingir o equilíbrio térmico com o gelo totalmente derretido, o valor final de x:
10|UECE 2009.1|2ª Fase
O gálio é um elemento químico metálico, cujo ponto de fusão é 30°C e cuja densidade é ρ = 6,1 g/cm³. A altura, em metros, da coluna de um barômetro de gálio sob pressão atmosférica, ao nível do mar ( Pa), num ambiente a 40°C, é, aproximadamente,
11|UECE 2010.1|2ª Fase
Um cano colocado na posição vertical em um poço de grande profundidade (conforme figura abaixo) desce da superfície do solo até a água. Na sua extremidade superior foi instalada uma bomba de sucção. Despreze os vazamentos e entradas de ar no sistema (cano+bomba). Considere que a bomba tem capacidade de sugar até que a pressão, P, na parte superior do cano seja desprezível quando comparada à pressão atmosférica; que a pressão na superfície da água é de Pa; que a densidade da água é 1 g/cm³; e que a aceleração da gravidade é 10 m/s². A maior distância, H, (em metros) do espelho d'água à superfície do solo, para que a bomba bombeie água até a superfície do solo, é aproximadamente
12|UECE 2010.1|2ª Fase
A figura abaixo mostra um corte de uma residência e sua caixa d'água (com água, veja nível da água na figura) e três encanamentos independentes entre si. As partes mais baixas dos encanamentos estão fechadas e na mesma altura. Em relação à pressão d'água, assinale a alternativa que indica comparativamente a pressão nos pontos das partes mais baixas dos encanamentos.
13|UECE 2010.2|2ª Fase
No elevador mostrado na figura abaixo, o carro no cilindro à esquerda, na posição E, tem uma massa de 900 kg, e a área da secção transversal do cilindro é 2500 cm². Considere a massa do pistão desprezível e a aceleração da gravidade igual a 10 m/s². A área da secção transversal do cilindro, na posição D, é 25 cm², e o pistão tem massa desprezível. Se o elevador for preenchido com óleo de densidade 900 kg/m³, a força mínima F, em Newton, necessária para manter o sistema em equilíbrio será
14|UECE 2011.1|2ª Fase
As moedas de 50 centavos de Real cunhadas de 1998 a 2001 e as cunhadas a partir de 2002 tinham as características descritas na tabela a seguir: Diâmetro (mm): 23 e 23; Espessura (mm): 2,85 e 2,85; Massa (g): 9,25 e 6,80; Material: cuproníquel e aço inoxidável. Com base nessas informações, e adotando o formato cilíndrico para as moedas, assinale o correto.
15|UECE 2011.2|2ª Fase
Dois cilindros retos de raios e , com , são suspensos próximo à superfície da Terra por fios. Os comprimentos dos fios são tais que as bases dos cilindros estejam no mesmo nível em relação ao solo conforme a figura abaixo. Considere que os cilindros têm massas e densidades iguais e suponha que eles sejam mergulhados simultaneamente em um fluido até que uma das bases do cilindro de raio fique ao nível da superfície do fluido, conforme a figura acima. Supondo-se que a densidade dos cilindros é maior do que a do fluido, e denotando-se por o empuxo no cilindro de raio e por o empuxo no cilindro de raio , a razão é dada por
16|UECE 2011.2|2ª Fase
Um tubo em formato de U está parcialmente cheio de um fluido I com densidade . Um fluido II, com densidade , é colocado em um dos ramos do tubo de modo a formar uma coluna de altura , conforme a figura abaixo. Considerando-se os fluidos imiscíveis entre si e denotando-se por g o módulo da aceleração da gravidade, a razão entre as alturas é dada por
17|UECE 2011.2|2ª Fase
O princípio de funcionamento do macaco hidráulico está ilustrado na figura abaixo, onde são representados dois cilindros com seções transversais de áreas e interconectados e preenchidos com um fluido de densidade . Considere que o sistema está sob a ação da gravidade e que sobre a superfície do fluido em cada cilindro há um êmbolo de massa desprezível. Sob o êmbolo de maior área é presa por um fio, de massa desprezível, uma massa m de densidade , e sobre o outro êmbolo repousa outra massa idêntica à primeira. Para que esse sistema permaneça em equilíbrio estático, com os êmbolos à mesma altura em relação ao solo, a razão deve ser dada por
18|UECE 2012.1|2ª Fase
Um tubo em U, em repouso e na presença da gravidade terrestre de módulo g, contém dois líquidos imiscíveis de densidades e , com , conforme a figura abaixo. Em uma outra situação, esse mesmo tubo sobe verticalmente com aceleração constante . Assim, é correto afirmar-se que, durante esta subida, a diferença entre as alturas das superfícies superiores dos dois líquidos é
19|UECE 2012.1|2ª Fase
Um fluido escoa por um tubo cilíndrico a uma dada vazão J em /s. A diferença entre as pressões no fluido medidas nas extremidades do tubo é , em Pascal (Pa). Sob determinadas condições de escoamento, pode-se relacionar a vazão à diferença de pressão por uma equação do tipo , onde é a resistência que o tubo oferece à passagem do fluido. Note a semelhança com a lei de Ohm, que relaciona diferença de potencial elétrico, , com corrente elétrica I: . As unidades de medida de e são, respectivamente:
20|UECE 2012.1|2ª Fase
Dois recipientes esféricos de mesmo volume e paredes muito finas são ligados verticalmente por um fio inextensível. Os recipientes I e II são cheios com materiais de densidades e , respectivamente. O recipiente I flutua no ar, cuja densidade é , e o II está imerso na água, cuja densidade é . Se o sistema está em equilíbrio estático, e , pode-se afirmar corretamente que
21|UECE 2012.1|2ª Fase
A área continental de um dado país é e a precipitação pluvial média é de 750 mm ao ano. O volume anual de água que cai em média no país é, em litros, aproximadamente
22|UECE 2012.2|2ª Fase
Uma esfera oca de chumbo de raio externo R flutua na água de modo que metade do seu volume fica submersa. Considere a densidade da água sendo e g o módulo da aceleração da gravidade. Assim, a massa da esfera é dada por
23|UECE 2013.1|2ª Fase
Considere dois experimentos em que uma esfera, construída com um material isolante térmico perfeito e impermeável, flutua em água a diferentes temperaturas. No experimento I, a água está a 20°C, com densidade 998,2 g/L. No experimento II, a água está a 90°C, com densidade 965,3 g/L. A razão entre os volumes submersos da esfera nos dois experimentos é aproximadamente
24|UECE 2013.1|2ª Fase
Um recipiente com ar comprimido é fechado por uma tampa de 12 cm² de área e peso desprezível. Para manter esse recipiente fechado é necessária a aplicação de uma força normal à tampa no valor de 240 N. Considere que a pressão atmosférica é de Pa. Assim, a pressão do ar no recipiente, em Pa, é
25|UECE 2013.1|2ª Fase
A figura a seguir ilustra um sistema de vasos comunicantes. O sistema é completamente preenchido com água e as extremidades das três colunas verticais são fechadas por tampas rígidas cujas áreas são , conforme a figura. Assim, pode-se afirmar corretamente que, na presença de gravidade, as pressões nas tampas são melhor relacionadas por
26|UECE 2013.2|Conh. Gerais
Um recipiente cilíndrico vertical cheio de água sofre um acréscimo de pressão através de um êmbolo na sua parte superior. Assim, o acréscimo de pressão em um ponto de sua
27|UECE 2013.2|2ª Fase
Medidas em física devem ser expressas com observância ao uso correto de algarismos significativos. Assim, se a densidade de um corpo é dada por 0,102 kg/L e seu volume é 0,007 m³, a forma correta de expressar sua massa, em kg, é
28|UECE 2013.2|2ª Fase
Densitometria é o termo que se refere ao procedimento de estimar a composição corporal através da densidade do corpo. Esse procedimento pode, por exemplo, ser utilizado para monitoramento de mudanças na composição corporal associadas ao crescimento, monitoramento do nível de gordura corporal, dentre outros. Para estimar a densidade de uma pessoa, foram realizadas duas medições de seu peso: uma com o corpo dentro d'água e outra fora d'água. Verificou-se que sua densidade foi 5% acima da densidade da água. Assim, a razão entre seu peso medido dentro d'água e fora d'água é
29|UECE 2014.1|2ª Fase
Três sólidos, um cubo, um cilindro e uma esfera, têm massas iguais e distribuídas homogeneamente ao longo de seus volumes. Os sólidos flutuam parcialmente submersos em um mesmo líquido. A relação entre os volumes submersos de cada objeto é
30|UECE 2014.1|2ª Fase
Considere um cubo imerso em água, conforme a figura a seguir. No ponto destacado de uma das faces desse cubo, há uma força devido à pressão hidrostática exercida pela água. Assinale o vetor que melhor representa essa força.
31|UECE 2014.2|Conh. Gerais
A densidade de um sólido incompressível é
32|UECE 2014.2|2ª Fase
Comprimidos efervescentes em um copo d'água liberam gás carbônico na forma de bolhas que sobem para a superfície do líquido. A força responsável pela subida das bolhas é denominada
33|UECE 2015.1|2ª Fase
Considere um tanque cilíndrico vertical. A tampa plana inferior desse recipiente é substituída por uma calota esférica de mesmo raio interno que o cilindro. Suponha que o tanque esteja completamente cheio de água. Nessas circunstâncias, é correto afirmar que a pressão hidrostática produz forças na superfície interna da calota sempre
34|UECE 2016.1|2ª Fase
O combustível acondicionado no interior de um botijão de GLP – gás liquefeito de petróleo – de 13 kg ocupa aproximadamente 15% do espaço no estado gasoso, o restante encontra-se no estado líquido. Estando a fase gasosa e a fase líquida em equilíbrio térmico, é correto afirmar que
35|UECE 2016.2|Conh. Gerais
A pressão atmosférica ao nível do mar em um dado local da superfície da Terra é função do peso P da coluna de ar vertical sobre o local. Em um modelo simplificado, suponha que a aceleração da gravidade g é constante e que uma coluna de ar exerça uma força sobre a área A da base da coluna. Considerando-se esses dados, pode-se estimar corretamente que a pressão atmosférica é
36|UECE 2017.1|Conh. Gerais
Considere três peças metálicas de mesmo material, de mesmo volume e de formas diferentes, sendo uma esférica, a outra cúbica e a última um poliedro regular de 20 faces, o icosaedro. Os três objetos repousam, em equilíbrio estável, sobre uma mesa plana horizontal próxima ao solo. A pressão (P) exercida sobre a mesa pelos sólidos é tal que
37|UECE 2018.1|Conh. Gerais
Há uma legislação específica do Ministério da Saúde para produtos comestíveis, como sorvetes, que estabelece, dentre outras normas, que o volume de 1 kg desses produtos deve ser de aproximadamente 2,105 L. Assim, é correto afirmar que a densidade recomendada para esses produtos é
38|UECE 2018.1|Conh. Gerais
Considere um tanque cilíndrico com água e cuja pressão no fundo é N/m². Considerando a aceleração da gravidade como 10 m/s² e a densidade da água 1 kg/L, é correto afirmar que a altura da coluna de água é, em metros,
39|UECE 2018.1|Conh. Gerais
Considere um tanque cilíndrico contendo água até uma altura , em metros. No fundo do tanque há uma torneira, através da qual passa um determinado volume (em m³) de água a cada segundo, resultando em uma vazão (em m³/s). É possível escrever a altura em função da vazão q através da equação , onde a constante de proporcionalidade R pode ser entendida como uma resistência mecânica à passagem do fluido pela torneira. Assim, a unidade de medida dessa resistência é
40|UECE 2018.1|Conh. Gerais
A física ambiental aborda, dentre outros assuntos, a poluição atmosférica. Na atmosfera poluída de grandes centros urbanos há, além de gases, poluentes na forma de partículas. A área superficial dessas partículas é um fator muito relevante no seu impacto ambiental. Considere duas partículas com mesma densidade e tamanhos diferentes, de modo que uma tem o dobro da massa da outra. Para simplificar a análise, considere que as partículas sejam esféricas. Suponha que seja colhida uma amostra A somente com partículas maiores, e outra amostra B somente com partículas do tamanho menor. As duas amostras têm a mesma massa total. A área total das partículas em cada amostra é obtida pela soma das áreas das esferas. Assim, a razão entre a área total na amostra de partículas menores pela área total das partículas maiores é
41|UECE 2018.1|2ª Fase
Considere um tanque cilíndrico de altura e completamente cheio com um líquido incompressível. Sejam e a pressão hidrostática no fundo e a meia altura do tanque. Desprezando a pressão atmosférica, é correto afirmar que
42|UECE 2018.2|Conh. Gerais
Considere um mês em que o total de chuva registrada em Fortaleza seja de 300 mm. Suponha que a distribuição de chuva seja homogênea em toda a área do município. Considere um tanque cilíndrico sem tampa, que recebe água coletada diretamente pela exposição a essa chuva durante esse mês. A área da base do tanque é de 10 m². No mês em questão, o volume coletado no recipiente é, em litros,
43|UECE 2018.2|Conh. Gerais
Uma caixa d'água a 5 m de altura do solo é conectada a duas torneiras idênticas, ambas à mesma altura do solo. A torneira 1 é conectada ao fundo da caixa por um cano de 25 mm de diâmetro, e a torneira 2 é alimentada da mesma forma, mas por um cano de 40 mm. É correto afirmar que a pressão da água
44|UECE 2018.2|2ª Fase
Recentemente os noticiários reportaram um caso de resgate de pessoas em uma caverna alagada. Um mergulhador submerso, durante o trajeto até o ponto de resgate, sofre uma pressão hidrostática devido à coluna d'água sobre ele. Tratando-o como puntiforme, essa pressão é dada pelo produto da
45|UECE 2018.2|2ª Fase
A pressão hidrostática na base de uma coluna de líquido é
46|UECE 2019.1|2ª Fase
Considere um recipiente cilíndrico hermeticamente fechado contendo água. Suponha que a altura do cilindro seja igual ao diâmetro da base. Sejam duas situações: (i) o cilindro repousa com a base em contato com uma mesa; (ii) o cilindro repousa com as faces planas perpendiculares à mesa. Sejam e as pressões hidrostáticas na água em pontos mais próximos à mesa para as situações (i) e (ii), respectivamente. Da mesma forma, e são as pressões exercidas pelo recipiente cilíndrico sobre a mesa nas duas situações anteriores. Assim, é correto afirmar que
47|UECE 2019.2|Conh. Gerais
O município de Fortaleza experimentou, nos primeiros meses de 2019, uma intensa quadra chuvosa. Em abril, por exemplo, dados de uma instituição de meteorologia revelaram que a média de chuva no mês inteiro, no município, foi aproximadamente 500 mm. Supondo que a densidade da água seja kg/m³, considerando que o município de Fortaleza tenha uma área de aproximadamente 314 km², e que a chuva tenha se distribuído uniformemente em toda a área, é correto estimar que a massa total de chuva foi
48|UECE 2019.2|2ª Fase
A UECE realiza sistematicamente monitoramento da qualidade do ar na entrada de um de seus campi. Um dos dados que se pode monitorar é a concentração de material particulado (MP) suspenso no ar. Esse material é uma mistura complexa de sólidos com diâmetro reduzido. Em geral, o MP é classificado de acordo com o diâmetro das partículas, devido à relação existente entre diâmetro e possibilidade de penetração no trato respiratório, podendo ser danoso à saúde. Supondo-se que, em uma dada medição, identificou-se que há uma concentração de g de MP por cada 1 m³ de ar em uma grande avenida. Assumindo-se que a densidade dessas partículas (MP) é igual à densidade da água ( kg/m³), pode-se afirmar corretamente que o volume de material particulado presente em 1 m³ de ar é
49|UECE 2020.1|Conh. Gerais
O litoral nordeste do Brasil foi recentemente poluído por petróleo. Atente para as seguintes hipóteses sobre a origem do poluente: (i) derramamento de petróleo na superfície da água, oriundo de vazamento em navio petroleiro; (ii) o material ter-se originado de vazamento em oleoduto submarino. Considerando essas hipóteses, é correto afirmar que
50|UECE 2020.1|Conh. Gerais
Construções civis chamadas de barragens foram temas bastante explorados nos noticiários dos últimos meses. De modo simplificado, trata-se de uma parede vertical que serve para impedir a passagem ou saída de um fluido de uma dada região. Tem-se como exemplos os açudes ou as barragens de contenção de resíduos lamacentos de mineração. Considerando a face da parede de uma barragem que esteja submetida à pressão hidrostática do fluido que ela represa, é correto afirmar que essa pressão
51|UECE 2020.1|Conh. Gerais
Considere um navio petroleiro parado em alto mar. Desprezando os movimentos de ondas e forças de arrasto do vento, caso o navio esteja em equilíbrio estático, é correto afirmar que é
52|UECE 2020.1|2ª Fase
Nos últimos meses, foram noticiadas muitas queimadas na Floresta Amazônica. Considerando que não haja correntes de vento horizontais na região de incêndio, a fumaça tende a subir, pelo fato de
53|UECE 2020.2|Conh. Gerais
Considere dois canos de PVC de uso regular em instalações hidráulicas residenciais. Suponha que os canos sejam utilizados para descida de água de uma mesma caixa d'água. Assuma que os dois dutos descem até o piso e têm diâmetros diferentes: um tem diâmetro 1/2 polegada e o outro 3/4 de polegada. A razão entre a pressão hidrostática dentro do cano 3/4 e a pressão no cano 1/2, a uma mesma altura do piso, é
54|UECE 2021.1|Conh. Gerais
A ventilação mecânica é um procedimento utilizado em pacientes que apresentam quadros de insuficiência respiratória. Nesse tipo de intervenção, é utilizado um instrumento denominado respirador mecânico, para proporcionar ao paciente um aumento de sua capacidade respiratória. Esta capacidade está associada ao fluxo de oxigênio (volume por tempo), , que chega aos pulmões. Suponha que este fluxo esteja relacionado à pressão (P) e à velocidade da corrente de ar (v) transferida ao paciente pelo equipamento a partir da equação , onde k é uma constante de proporcionalidade. Nesses termos, a dimensão de k, no Sistema Internacional de Unidades (SI), é expressa por
55|UECE 2021.1|2ª Fase
O sangue movendo-se através dos vasos pode ser considerado um fluido real. Dependendo de fatores como velocidade e temperatura, tal fluido poderá apresentar um deslocamento turbulento. Essa análise da turbulência é feita a partir do número de Reynolds, , escrito por , onde é a velocidade média do fluido, o diâmetro do tubo, a densidade do fluido e a viscosidade deste. Sabendo que se trata de uma grandeza adimensional, a dimensão de no Sistema Internacional de Unidades – SI – é escrita por
56|UECE 2021.1|2ª Fase
Dois líquidos miscíveis têm, respectivamente, densidades de 0,6 g/cm³ e 0,9 g/cm³. Sabendo-se que os líquidos podem ser misturados de modo a formar uma mistura homogênea, é correto concluir que a densidade da mistura, em g/cm³, obtida a partir da junção de massas iguais dos líquidos é
57|UECE 2022.1|2ª Fase
A proibição do uso dos canudos de plástico vem se propagando pelo mundo. Em julho de 2018, Seattle tornou-se a primeira cidade nos EUA a banir o uso de canudos. No Brasil, os estabelecimentos comerciais devem fornecer aos seus clientes uma alternativa ao uso de canudos de plástico. Embora o plástico não seja o único vilão a trazer malefícios ao meio ambiente, o seu uso excessivo tornou-se uma preocupação mundial nos últimos anos. Ao tomar água em um copo através de um canudinho, uma pessoa é capaz de reduzir a pressão em seus pulmões a cerca de 750 mmHg (milímetros de mercúrio). Tendo em vista que a pressão ao nível do mar é de 760 mmHg e que a densidade do mercúrio e da água são respectivamente iguais a 13,6 g/cm³ e 1 g/cm³, é correto afirmar que a máxima altura, em cm, medida a partir da superfície livre do líquido para o qual a pessoa ainda consegue sugar é de
58|UECE 2022.2|2ª Fase
Uma maneira de determinar a densidade D de um fluido desconhecido consiste em utilizar um bloco retangular padrão e um fluido de densidade d conhecida. Ao mergulhar o bloco padrão no fluido de densidade conhecida, observa-se que, no equilíbrio, 2/3 de seu volume ficam submersos. Em seguida, ao mergulhar o bloco no fluido desconhecido D, observa-se que, no equilíbrio, 9/10 de seu volume permanecem submersos. Com base nas informações fornecidas, a densidade do fluido desconhecido, em termos de d, é
59|UECE 2023.1|Conh. Gerais
O sistema de unidades CGS (centímetro-grama-segundo) foi proposto em 1832 pelo matemático Carl Friedrich Gauss. Por ser inconveniente do ponto de vista prático, esse sistema foi substituído internacionalmente, para propósitos científicos, pelo sistema MKS (metro-kilograma-segundo). Um estudante deseja fazer uso de um novo sistema de unidades no qual a unidade padrão de comprimento é 5 cm, ao passo que a unidade padrão para massa é 20 g. Um objeto cuja densidade no sistema CGS seja dada por 8 g/cm³ terá, no novo sistema adotado pelo estudante, um valor numérico igual a
60|UECE 2023.1|2ª Fase
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 afirmar que
61|UECE 2023.1|2ª Fase
O estudo da dinâmica de explosões abaixo da superfície da água (UNDEX) é um fenômeno físico complexo. Bolhas oscilantes são geradas e podem destruir substancialmente até veículos submarinos próximos a estruturas hidráulicas em virtude da energia liberada. Essas bolhas têm sua origem nas ondas de choques e altas pressões geradas no momento da explosão. O período T de pulsação dessas bolhas obedece a uma relação matemática razoavelmente simples e é dado pelo seguinte produto: . Sabendo que nesse modelo, P representa a pressão estática, D, a densidade da água e E, a energia liberada na explosão, o produto XYZ resulta em
62|UECE 2023.1|2ª Fase
Um bloco cúbico C de aresta L e de material de densidade D flutua em um líquido de densidade 2D com parte de seu volume imerso. Um bloco também cúbico, mas de aresta L/3, feito de material metálico cuja densidade é d>D, pode ser posto sobre a face livre (face superior) do bloco cúbico C sem alterar a sua estabilidade no líquido. Em virtude da presença do bloco metálico sobre C, este passa a flutuar em um nível mais baixo no líquido. Nessa situação, a distância medida a partir da face inferior de C à superfície livre do líquido é Y. O mesmo bloco metálico pode ser fixado à face inferior de C, oposta à face livre, resultando em uma nova configuração estável de C. Nessa nova configuração, a distância Z medida a partir da face inferior de C a superfície livre do líquido é tal que
63|UECE 2023.2|Conh. Gerais
Arquimedes foi um matemático, cientista e engenheiro que viveu na antiga cidade de Siracusa. Em um de seus nove tratados sobre a flutuação dos corpos, Arquimedes estabelece os fundamentos da hidrostática. De acordo com a lenda, é atribuída a Arquimedes a solução do problema posto por Hieron II de Siracusa, o de determinar se uma coroa confeccionada por um artesão era feita de ouro maciço ou possuía outro metal menos nobre em sua composição. É provável que Arquimedes tenha-se utilizado de uma balança hidrostática para resolver o problema da coroa, ao invés da versão popular da água transbordando na banheira. O problema em questão consiste em uma joia, confeccionada em ouro, que possui massa de 36 g quando medida ao ar, ao passo que, quando imersa em água, cuja densidade é de 1g/cm³, possui massa aparente de 34 g. Suponha que outro metal menos nobre, prata, por exemplo, tenha sido misturado ao ouro na confecção da joia. Adotando para efeito de cálculo que a densidade do ouro e da prata valem, respectivamente, 20g/cm³ e 10g/cm³, a razão entre a massa de prata e a massa de ouro presentes na joia é de
64|UECE 2023.2|Conh. Gerais
Em um laboratório, um estudante mediu o volume e a massa de 100 gotas de água, encontrando respectivamente os valores 6,9 ml e 4,98 g. Assim, é correto afirmar que a ordem de grandeza do volume de uma gota somada à ordem de grandeza do número de moléculas de água em uma gota de água é [Dados: a massa molar da água é 18,02 e o número de Avogadro é .]
65|UECE 2023.2|2ª Fase
Segundo o Instituto Nacional de Meteorologia, o mês de março de dois mil e vinte e três foi marcado por chuvas intensas e temperaturas elevadas. O açude Castanhão, com capacidade de 6.700,00 hm³, representa o maior reservatório de água doce do estado do Ceará. Sabendo-se que ele se encontra com aproximadamente 20% da sua capacidade total, é correto afirmar que a ordem de grandeza do volume de água, em litros, presente no Castanhão é (Nota: 1 dm³ é igual a 1 litro.)
66|UECE 2023.2|2ª Fase
A lei de Stokes é uma relação matemática que expressa a força F de arraste que se opõe ao movimento de uma partícula, considerada esférica, através de um fluido. Foi obtida em 1851 por George Gabriel Stokes a partir de uma solução particular das equações de Navier-Stokes para o escoamento de fluidos e é expressa por F = 6πηrv. Na expressão obtida por Stokes, r representa o raio da esfera, η a viscosidade do fluido e v a velocidade do escoamento da esfera através do fluido. Se tomarmos a velocidade (V), a aceleração (A) e a força (F) como grandezas fundamentais ao invés da massa (M), do comprimento (L) e do tempo (T), a dimensão da viscosidade η será
67|UECE 2023.2|2ª Fase
Como uma proposta experimental prática e de baixo custo para a determinação da pressão atmosférica local, um professor de Física propõe que seus alunos façam uso de um tubo estreito com área de secção constante S e de comprimento L, aberto nas extremidades. O experimento consiste em mergulhar o tubo, com as extremidades não bloqueadas, até sua metade em um fluido de densidade D conhecida. Em seguida, a extremidade em contato com o ar é bloqueada pelo estudante e o tubo é retirado integralmente do fluido. Nestas condições, observa-se que uma coluna de comprimento L/4 do fluido permanece no interior do tubo. Considerando que a aceleração da gravidade local é g e que quaisquer transformações envolvidas ocorram sem mudança significativa da temperatura, a pressão atmosférica local em termos dos parâmetros pertinentes é
68|UECE 2023.2|2ª Fase
Ao observar um bloco de madeira de formato cúbico, de aresta L e de densidade d, flutuando em um fluido de densidade D>d, uma criança nota que o bloco permanece parcialmente submerso e que a parte visível, em contato com o ar, tem altura A quando medida do topo do bloco à superfície livre do líquido. Em uma atitude infantil, a criança resolve retirar o bloco do fluido e seccioná-lo, cortando e descartando a parte do bloco que permanecia visível anteriormente, com intuito de deixar numa mesma cota, quando reinserido na água, o topo do novo bloco, assim obtido, e a superfície livre do fluido. Ao reinserir o novo bloco no fluido, a criança observa, estarrecida, que ele flutua numa nova configuração estável e com altura B quando medida a partir do novo topo à superfície livre do fluido de
69|UECE 2024.1|Conh. Gerais
O transporte de cargas líquidas em caminhões-tanques fechados exige cuidado redobrado do motorista durante a viagem. A possibilidade de tombamento do veículo, quando parcialmente cheio, deve-se à movimentação irregular do líquido dentro do compartimento de carga. A maioria dos caminhões-tanques para transporte de líquido apresentam escotilhas, na parte superior, de modo a reduzir desperdícios. No entanto, um caminhão que transporta em sua carroceria tanques cúbicos abertos e com volume V, preenchidos completamente com líquido de densidade d, desperdiça parte de sua carga em virtude de seu movimento. Para um caminhão que se desloca horizontalmente com aceleração constante A, a massa de fluido desperdiçada no transporte de dois destes tanques é M. Sabendo que a aceleração da gravidade local é g, a expressão para M é dada por
70|UECE 2024.1|2ª Fase
Um recipiente vazio com 2,5 kg de massa e com capacidade máxima para 2000 cm³ encontra-se suspenso e fixado ao teto por meio de um dinamômetro. Despeja-se lentamente no interior do recipiente 1500 cm³ de água cuja densidade é de 1g/cm³. Em seguida, um bloco cúbico de aço com 10 cm de aresta e de densidade 8g/cm³ é introduzido lentamente no interior do recipiente. A leitura, em newtons, fornecida pelo dinamômetro após a completa introdução do bloco de metal, dado que a aceleração da gravidade local tem módulo 10m/s², é de
71|UECE 2024.2|Conh. Gerais
O efeito Pop-Up é observado quando uma esfera flutuante, mantida presa abaixo da superfície da água, é solta e desloca-se através do fluido saltando em direção ao ar. A altura atingida pela esfera ao ser lançada ao ar, ao contrário do que poderíamos imaginar, não aumenta com a sua profundidade no interior do fluido, mas dependerá de inúmeros fatores que afetam sua velocidade e trajetória. O estudo deste efeito pode melhorar a compreensão sobre a dinâmica de veículos subaquáticos, construção de estruturas flutuantes e a conversão de energia oriunda do movimento das marés. Em um experimento típico, onde a aceleração da gravidade local tem módulo g, uma esfera flutuante de densidade X e de dimensões desprezíveis é mantida a uma profundidade h no interior da água de densidade Y (Y>X). Desprezando os efeitos de arraste no ar e no fluido e considerando apenas o regime vertical, ausência de movimentação lateral, é correto afirmar que a altura H atingida pela esfera acima da superfície livre do líquido é
72|UECE 2024.2|2ª Fase
Em um recipiente completamente preenchido por um líquido de densidade constante ρ, dois objetos sólidos de mesma massa M e constituídos do mesmo material estão totalmente submersos e em equilíbrio longe das bordas. O primeiro objeto é uma esfera com raio r, e o segundo é um cilindro com raio R e altura H. Assim, é correto afirmar que a razão entre as máximas diferenças de pressão suportada pelo cilindro em relação à esfera é
73|UECE 2024.2|2ª Fase
Em uma partida de futebol, um estádio é preenchido completamente por espectadores. A área de assentos disponíveis no estádio é de aproximadamente 20.000 m². Sabendo que, em média, é necessário um espaço de 0,5 m² por pessoa para sentar confortavelmente, é correto afirmar que a ordem de grandeza do número de pessoas que o estádio pode acomodar é
74|UECE 2024.2|2ª Fase
No laboratório de Física experimental da Universidade Estadual do Ceará, um estudante realiza experimentos com um bloco padrão de massa M e volume V e uma mola ideal de constante elástica K. Em um primeiro experimento, o estudante prende o bloco M à mola e a mola ao teto do laboratório por meio de um suporte. Nessa configuração, o comprimento final da mola é X. Em um segundo experimento, o sistema massa mola montado, como descrito no primeiro experimento, permanece em equilíbrio com o bloco de massa M totalmente imerso em um fluido de densidade D. Sabendo que no segundo experimento a mola apresenta um comprimento final Y e que a aceleração da gravidade vale g, a densidade do fluido D é dada por
75|UECE 2025.1|2ª Fase
Um cubo de lado L e densidade d flutua em um líquido, banho térmico, de densidade D>d com parte de seu volume submerso. O cubo é feito de material cujo coeficiente de dilatação linear é X, ao passo que o fluido apresenta coeficiente de dilatação volumétrica Y. O sistema cubo e fluido é aquecido de tal maneira que o cubo mantém inalterada a sua cota submersa, medida a partir da base inferior do cubo à superfície livre do líquido. Sabendo que a variação de temperatura sofrida pelo sistema é igual a T com XT≪1 e que, durante o processo de aquecimento, o cubo mantém sua forma paralelepipédica, a relação entre X e Y para que esta condição sobre a cota submersa ocorra é
(Adote (1+x)ⁿ ≈ 1+nx para x≪1)
76|UECE 2025.2|Conh. Gerais
Um tubo em formato de U, aberto nas extremidades, é utilizado em laboratório para obtenção da densidade d de um líquido desconhecido a partir da densidade d' de um líquido conhecido. O tubo, de seção transversal uniforme, possui como características um ramo esquerdo E, um trecho horizontal de comprimento L e um ramo direito D de mesmo comprimento que o esquerdo E. São despejados no tubo volumes iguais de dois líquidos, admitidamente imiscíveis, e aguarda-se o equilíbrio. Atingido o equilíbrio, observa-se que o ramo esquerdo E encontra-se preenchido até uma altura X com o líquido de densidade d, ao passo que o ramo direito D encontra-se preenchido até uma altura Y com o líquido de densidade d'. A razão d/d' para que o trecho horizontal do tubo também se encontre preenchido com o líquido de densidade d' é
77|UECE 2025.2|2ª Fase
No fundo de um tanque, encontra-se, na vertical, uma mola ideal de constante elástica K e comprimento natural X. Sobre a mola, é depositado e fixado um bloco cúbico de aresta L e densidade d. Nessa nova situação, a mola permanece comprimida na vertical, e seu comprimento passa a ser Y (Y<X). A seguir, despeja-se lentamente, no interior do tanque, um fluido de densidade D (D>d) até que o cubo fique totalmente submerso com sua cota superior coincidindo com a superfície livre do líquido. Sabendo que H representa a distância entre o fundo do tanque e a superfície livre do líquido nesta última situação e que o empuxo sobre a mola pode ser desprezado, a razão D/d é expressa por
78|UECE 2026.1|Conh. Gerais
Um tubo em formato de U, com extremidades abertas e de seção reta uniforme, encontra-se parcialmente preenchido com um líquido de densidade d. Nesta situação, os níveis do líquido de densidade d são iguais em ambos os ramos de U (nível primitivo). Derrama-se lentamente, no ramo da direita, um segundo líquido de densidade d'<d, que não se mistura com o primeiro, e espera-se o equilíbrio. Nessa situação, observa-se que a superfície horizontal livre do segundo líquido de densidade d' encontra-se a uma distância vertical Y acima da superfície horizontal livre do líquido de densidade d presente no ramo oposto. Sabendo que os líquidos são incompressíveis e que a superfície livre do líquido de densidade d no ramo esquerdo elevou-se a uma altura H, em relação ao seu nível primitivo, a razão d'/d é
79|UECE 2026.1|2ª Fase
Um bloco cúbico homogêneo de aresta L e densidade d flutua parcialmente submerso em uma cuba preenchida com um líquido de densidade D. Na face superior do bloco, existe uma cavidade cúbica, aberta superiormente, de aresta igual a L/2, escavada centralmente, de modo que a cavidade não atinge o fundo nem as faces laterais do bloco. Ao despejar-se, lentamente, o líquido presente na cuba nessa cavidade, o bloco começa a submergir até ficar na iminência de afundar definitivamente. Nessas condições, o volume V de líquido que deve ser colocado na cavidade, admitindo-se que o bloco permanece na vertical durante o processo, é igual a
80|UECE 2026.2|Conh. Gerais
Três cilindros homogêneos, de mesma área da base A e mesma altura h, são constituídos de materiais de densidades X, Y e Z, com X<Y<Z. Os cilindros são rigidamente colados, formando um único cilindro de altura total 3h. O conjunto é inserido lentamente e verticalmente em um fluido de densidade D, atingindo, assim, o equilíbrio. Nessa situação, o cilindro de densidade X permanece na parte superior; o de densidade Y, na parte intermediária, e o de densidade Z, na parte inferior. Diante do exposto, a fração do volume total do conjunto que permanece submersa é dada por
81|UECE 2026.2|2ª Fase
Projetos recentes de armazenamento de energia utilizam grandes esferas ocas instaladas no fundo dos oceanos, tecnologia conhecida como Stored Energy at Sea. Durante o funcionamento, a água do mar entra nas esferas sob ação da pressão hidrostática, acionando turbinas acopladas a geradores elétricos. Considere uma fazenda formada por 10 dessas esferas idênticas, cada uma com volume de 1000 m³, inicialmente vazias, instaladas a uma profundidade de 100 m em um oceano de densidade média igual a 1000 kg/m³. Para efeito de cálculo, considere que o módulo da aceleração da gravidade local é de 10m/s² e que o trabalho realizado pela água ao preencher cada esfera pode ser aproximado pelo produto da pressão hidrostática pela profundidade considerada pelo volume da respectiva esfera. Despreze a pressão atmosférica. Sabendo que apenas 40% da energia mecânica disponível é convertida em energia elétrica útil e que cada esfera é preenchida em um intervalo de tempo de 1000s, a potência elétrica total gerada pela fazenda de esferas, em megawatts (MW), é
82|UECE 2026.2|2ª Fase
Um balão flexível, preenchido com gás, inicialmente com volume V0, encontra-se no interior de um oceano de densidade média igual a ρ. O balão está a uma profundidade h, medida a partir da superfície livre do oceano. Além disso, admita que p0, a pressão absoluta na superfície livre, pode ser representada pela pressão exercida por uma coluna do próprio fluido de altura H. Após ser liberado, o balão sobe, expandindo-se isotermicamente, até romper-se a uma profundidade Y, também medida a partir da superfície livre. Sabendo que imediatamente antes de romper-se o volume do balão era de 2V0, a profundidade Y em que ocorre a ruptura é