A hidrostática é um ramo da física que estuda os fluidos, como os líquidos e os gases, que são capazes de assumir o formato de um determinado recipiente, devido a sua menor viscosidade. Os fluidos possuem como características principais a densidade, a pressão e o empuxo.
Aprofunde-se mais na matéria de física com os nossos Exercícios de Hidrostática separados especialmente para te preparar para o ENEM e outras provas. Você também pode testar os seus conhecimentos sobre diversas matérias no nosso Simulado ENEM.
Já fizemos outros artigos com os exercícios de movimento uniforme, feudalismo e bioquímica. Também temos um resumo de física para o ENEM mostrando os temas que mais caem na prova e também explicamos o que é cinemática.
O que é hidrostática?
A Hidrostática é a área da Física que estuda as características dos fluidos que estão em repouso. As principais propriedades físicas dos fluidos são a densidade, a pressão e a força de empuxo. Os fluidos são aqueles que são capazes de assumir o formato do recipiente, sob a ação de alguma força externa.
São considerados fluidos os gases e os líquidos. A viscosidade, ou seja, o atrito entre as moléculas durante a movimentação, é uma característica primordial, pois quanto maior é a viscosidade, mais difícil será o escoamento do fluido.
O que é densidade?
A densidade é uma propriedade específica que determina a quantidade de matéria que cada objeto possui, servindo para identificar as substâncias em um determinado volume. Você vai precisar dominar bem essa matéria se quiser acertar todos os tipos de exercícios de hidrostática.
Segundo o Sistema Internacional (SI), a densidade é medida em quilogramas por metro cúbico (kg/m³), a massa é em quilogramas (Kg) e o volume é em metro cúbicos (m³).
A fórmula para saber a densidade é:
d = m / v
d = densidade
m = massa
v = volume
O que é pressão hidrostática?
A pressão hidrostática identifica a pressão que os fluidos exercem sobre outros fluidos.
Um exemplo bastante comum em nossas vidas sobre a ação da pressão hidrostática é quando estamos nadando. Ao mergulharmos, somos atingidos pela pressão hidrostática e, quanto mais fundo mergulhamos, maior é a pressão.
A pressão hidrostática, segundo o Sistema Internacional (SI), é medida em Pascal (Pa),atmosfera (atm) ou milímetro de mercúrio (mmHg). Lembre-se desses detalhes de unidades ao fazer exercícios de hidrostática.
A densidade do líquido é medida em gramas por centímetro cúbico (g/cm3), a altura é medida em metros (m) e a aceleração da gravidade, em metros por segundo ao quadrado (m/s2).
A densidade do fluido e a aceleração da gravidade são conceitos ligados diretamente a pressão hidrostática. A fórmula para calcular a pressão hidrostática é:
P = d . h . g
P: pressão hidrostática
d: densidade do líquido
h: altura do líquido no recipiente
g: aceleração da gravidade
O que é empuxo?
Os exercícios de hidrostática envolvem o entendimento deste conceito. O empuxo, ou impulsão, age no corpo que está imerso em um determinado fluido. O empuxo é a força exercida pelo fluido sobre o corpo.
Você já reparou que quando estamos imersos em uma piscina, temos a sensação de que estamos mais leves do que quando estamos fora? Esse acontecimento ocorre devido ao empuxo, ou seja, uma força vertical para cima exercida pela água.
O empuxo é representado pela força resultante que um fluido tem sobre um corpo.
No Sistema Internacional (SI), o empuxo é representado pelo Newton (N). A fórmula para calcular o empuxo é:
E = df . Vfd . g
E: força empuxo
df: densidade do fluido
Vfd: volume do fluido
g: aceleração da gravidade
Sobre a força do empuxo é possível dizer que:
- Se a força do empuxo (E) for maior que a intensidade que a força peso (P), o corpo ficará na superfície.
- Se a força do empuxo (E) tiver a mesma intensidade que a força peso (P), o corpo ficará em equilíbrio.
- Se a força do empuxo (E) for menor que a intensidade que a força peso (P), o corpo ficará no fundo.
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Fazer exercícios de hidrostática te prepara ainda mais para realizar uma boa prova. Faça os exercícios abaixo!
Exercícios de Hidrostática
1 – (VUNESP) – Em uma competição esportiva, um halterofilista de 80 kg, levantando uma barra metálica de 120 kg, apoia-se sobre os seus pés, cuja área de contato com o piso é de 25 cm2. Considerando g = 10m/s² e lembrando-se de que a pressão é o efeito produzido por uma força sobre uma área, e considerando que essa força atua uniformemente sobre toda a extensão da área de contato, a pressão exercida pelo halterofilista sobre o piso, em Pascal, é de:
a) 2 .10 5
b) 8. 10 5
c) 12.10 5
d) 25 .10 5
e) 2 .10 6
2 – (Fesp – SP) – Um cubo oco de alumínio apresenta 100g de massa e volume de 50 cm³. O volume da parte vazia é de 10 cm³. A densidade do cubo e a massa específica do alumínio são, respectivamente:
a) 0,5 g/cm³ e 0,4 g/cm³
b) 2,5 g/cm³ e 2,0 g/cm³
c) 0,4 g/cm³ e 0,5 g/cm³
d) 2,0 g/cm³ e 2,5 g/cm³
e) 2,0 g/cm³ e 10,0 g/cm³
3 – (PUC – PR) – Um trabalho publicado em revista científica informou que todo o ouro extraído pelo homem, até os dias de hoje, seria suficiente para encher um cubo de aresta igual a 20 m. Sabendo que a massa específica do ouro é, aproximadamente, de 20 g/cm3, podemos concluir que a massa total de ouro extraído pelo homem, até agora, é de, aproximadamente:
a) 4,0 . 105 kg
b) 1,6 . 105t
c) 8,0 . 103 t
d) 2,0 . 104 kg
e) 20 milhões de tonelada
4 – (EFOMM) – Para lubrificar um motor, misturam-se massas iguais de dois óleos miscíveis de densidades d1 = 0,60g/cm3 e d2 = 0,85 g/cm3. A densidade do óleo lubrificante resultante da mistura é, aproximadamente, em g/cm3:
a) 0,72
b) 0,65
c) 0,70
d) 0,75
e) 0,82
5 – (VUNESP) – Um fazendeiro manda cavar um poço e encontra água a 12m de profundidade. Ele resolve colocar uma bomba de sucção muito possante na boca do poço, isto é, bem ao nível do chão. A posição da bomba é:
a) ruim, porque não conseguirá tirar água alguma do poço;
b) boa, porque não faz diferença o lugar onde se coloca a bomba;
c) ruim, porque gastará muita energia e tirará pouca água;
d) boa, apenas terá de usar canos de diâmetro maior;
e) boa, porque será fácil consertar a bomba se quebrar, embora tire pouca água.
6 – (AMAN) – Um tanque contendo 5,0 x 103 litros de água, tem 2,0 metros de comprimento e 1,0 metro de largura. Sendo g = 10 ms-2, a pressão hidrostática exercida pela água, no fundo do tanque, vale:
a) 2,5 x 104 Nm-2
b) 2,5 x 101 Nm-2
c) 5,0 x 103 Nm-2
d) 5,0 x 104 Nm-2
e) 2,5 x 106 Nm-2
7 – (AMAN) – Um corpo de massa específica 0,800 g/cm3 é colocado a 5,00m de profundidade, no interior de um líquido de massa específica 1,0 g/cm3. Abandonando-se o corpo, cujo volume é 100 cm3, sendo g = 10 m/s2, a altura máxima acima da superfície livre do líquido alcançada pelo corpo vale:
Obs.: Desprezar a viscosidade e a tensão superficial do líquido.
a) 0,75 m
b) 2,50 m
c) 1,00 m
d) 3,75 m
e) 1,25 m
8 – (Enem 2011) – Em um experimento realizado para determinar a densidade da água de um lago, foram utilizados alguns materiais conforme ilustrado: um dinamômetro D com graduação de 0N a 50N e um cubo maciço e homogêneo de 10 cm de aresta e 3 kg de massa. Inicialmente, foi conferida a calibração do dinamômetro, constatando-se a leitura de 30N quando o cubo era preso ao dinamômetro e suspenso no ar. Ao mergulhar o cubo na água do lago, até que metade do seu volume ficasse submersa, foi registrada a leitura de 24N no dinamômetro.
Considerando que a aceleração da gravidade local é de 10 m/s2, a densidade da água do lago, em g/cm3, é
a) 0,6
b) 1,2
c) 1,5
d) 2,4
e) 4,8
9 – (UDESC 2017/1) – Um bloco de madeira de 1,5 kg flutua sobre a água com 60% de seu volume imerso. Um bloco de ouro é colocado sobre o bloco de madeira, fazendo com que este fique submerso, mas o bloco de ouro permanece totalmente emerso.
Assinale a alternativa que corresponde à massa do bloco de ouro.
a) 0,60 Kg
b) 0,80 Kg
c) 1,00 Kg
d) 1,20Kg
e) 2,40 Kg
10 – (FUVEST 2016) – Um objeto homogêneo colocado em um recipiente com água tem 32% de seu volume submerso. Já em um recipiente com óleo, tem 40% de seu volume submerso. A densidade desse óleo, em g/cm3, é:
a) 0,32
b) 0,40
c) 0,64
d) 0,80
e) 1,25
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Respostas dos Exercícios de Hidrostática
Exercício resolvido da questão 1
b) 8. 10 5
Exercício resolvido da questão 2
d) 2,0 g/cm³ e 2,5 g/cm³
Exercício resolvido da questão 3
b) 1,6 . 105t
Exercício resolvido da questão 4
c) 0,70
Exercício resolvido da questão 5
a) ruim, porque não conseguirá tirar água alguma do poço;
Exercício resolvido da questão 6
a) 2,5 x 104 Nm-2
Exercício resolvido da questão 7
e) 1,25 m
Exercício resolvido da questão 8
b) 1,2.
Exercício resolvido da questão 9
c) 1,00 Kg
Exercício resolvido da questão 10
d) 0,80
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