Flashcards
Hidrostática e Teorema de Arquimedes
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- 1O que é Hidrostática?Hidrostática é a parte da Física que estuda os fluidos em repouso, principalmente os líquidos, como a água. Ela analisa o comportamento de líquidos quando não estão se movimentando.
- 2O que são fluidos?Fluidos são substâncias que podem se deformar facilmente e escoar, ou seja, que não têm forma fixa. Eles assumem o formato do recipiente onde estão.
- 3Dois tipos principais de fluidos:Líquidos
– Têm volume fixo, mas forma variável.
– Exemplos: água, leite, óleo.
Gases
– Não têm volume nem forma fixos.
– Se expandem para ocupar todo o espaço disponível.
– Exemplos: ar, vapor de água, gás de cozinha. - 4O que é pressão?Pressão é a força exercida sobre uma certa área.
- 5🧪 Fórmula da pressão:Pressão (P) = Força(F ) / Área(A)
P = pressão (em Pascal, ou Pa)
F = força (em Newton, N)
A = área (em metro quadrado, m²)
Exemplo simples:
Se você pisa com um salto fino, todo o seu peso se concentra em uma área muito pequena → maior pressão.
Se você pisa com um sapato de sola larga, a força se distribui → menor pressão.
E nos líquidos?
Nos líquidos (hidrostática), a pressão aumenta com a profundidade, pois há mais água “em cima” empurrando. - 6Quais forças atuam em uma superfície onde há pressão?- Força normal (ou força de pressão)
- É a força exercida perpendicularmente (em ângulo reto) sobre a superfície.
- Ela pode vir de um objeto sólido, de um líquido ou de um gás.
- É essa força que gera a pressão. - 7Qual é a unidade de medida normalmente usada para pressãoAtmosfera (atm):
Usada principalmente para medir a pressão atmosférica, sendo equivalente a 101.325 Pascais. - 8Quanto mede a pressão atmosféricaA pressão atmosférica é a força exercida pelo ar da atmosfera sobre uma determinada área. Ela é medida em diversas unidades, sendo as mais comuns o pascal (Pa), o hectopascal (hPa), o milibar (mbar) e o milímetro de mercúrio (mmHg). Ao nível do mar, a pressão atmosférica padrão é de aproximadamente 1013,25 hPa ou 760 mmHg.
- 9O que é a massa específica e um exemplo?A massa específica (também chamada de densidade absoluta) é a quantidade de massa que existe em um certo volume de um material. Massa específica é o "peso" que cabe em cada pedacinho (volume) de uma substância.
Exemplo prático:
Imagine dois recipientes do mesmo tamanho:
Um cheio de água
Outro cheio de mercúrio
O mercúrio é muito mais pesado no mesmo espaço. Por quê?
Porque ele tem maior massa específica. - 10Fórmula da Massa específicaP= M / V
ρ (rho) = massa específica (kg/m³)
m = massa (kg)
V = volume (m³) - 11Como converter g/cm³ para kg/m³10³ kg/m³
- 12O que é densidade?Densidade é a quantidade de massa que existe em um determinado volume de uma substância. Densidade diz o quanto uma substância é “concentrada” ou “pesada” em um certo espaço.
- 13Fórmula da densidade: Densidade (𝜌)Densidade (𝜌)= Massa (m) / volume (V)
𝜌 (rho) = densidade (unidade mais comum: kg/m³ ou g/cm³)
m = massa (kg ou g)
V = volume (m³ ou cm³ - 14Qual é a diferença entre densidade e massa específica?1. Massa Específica (ρ)
É a massa de um material puro por unidade de volume.
Considera apenas a substância pura, sem espaços vazios nem misturas.
Usada em física e engenharia.
2. Densidade (d)
É a massa total por volume total, incluindo misturas ou espaços vazios (como poros ou bolhas de ar).
Usada muito em química, biologia, geologia. - 15Equação da Pressão HidrostáticaP=ρ⋅g⋅h
P = pressão hidrostática (em Pascal, Pa)
ρ (rho) = massa específica (ou densidade) do líquido (kg/m³)
g = aceleração da gravidade (geralmente 9,8 m/s²)
h = profundidade (em metros, m) - 16Como calcular a pressão totalP total =Patm +P hidro
P total =Patm +ρ⋅g⋅h
Onde:
𝑃𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = pressão total no ponto (Pa)
𝑃𝑎𝑡𝑚 = pressão atmosférica (aproximadamente 101.325 Pa ao nível do mar)
ρ = massa específica do líquido (kg/m³)
g = aceleração da gravidade (9,8 m/s²)
h = profundidade abaixo da superfície do líquido (m) - 17Teorema de StevinA diferença de pressão entre dois pontos em um fluido em equilíbrio é proporcional à diferença de profundidade entre esses pontos.
O que isso significa na prática?
Quanto maior a profundidade em um líquido, maior a pressão.
Se você descer 1 metro numa piscina, a pressão aumenta cerca de 𝜌⋅𝑔⋅1 (que para a água é aproximadamente 9.800 Pa). - 18Duas pessoas no mesmo mar, com distâncias iguais para a superfície, elas estão sob a mesma pressão.Se duas pessoas estão no mesmo mar e estão a mesma profundidade (mesma distância da superfície), então:
Elas estão sob a mesma pressão total.
Por quê?
Porque a pressão em um líquido depende apenas da profundidade, e não da posição lateral ou de quem é a pessoa. - 19Como encontrar a diferença entre duas pressões no mesmo liquido ou gás?ΔP=ρ⋅g⋅Δh
Onde:
ΔP = diferença entre as pressões (em Pascal, Pa)
ρ = densidade do líquido (kg/m³)
g = gravidade (9,8 m/s²)
Δh = diferença de profundidade entre os pontos (em metros)
Importante:
A fórmula vale apenas para o mesmo fluido (mesma densidade).
Se o fluido mudar (como entre água e óleo), é preciso ajustar o valor de ρ. - 20A cada 10 metros de água, o que acontece com a pressão?A cada 10 metros de profundidade em água, a pressão aumenta cerca de 1 atm (atmosfera).
Ao nível do mar, já temos 1 atm de pressão atmosférica.
A cada 10 metros dentro da água, a pressão aumenta mais 1 atm.
Então, a pressão total a 10 metros de profundidade é:
1 atm (do ar)+1 atm (da´agua)=2 atm - 21Profundidade (m) Pressão total aproximadaProfundidade (m) Pressão total aproximada
0 m 1 atm (só o ar)
10 m 2 atm
20 m 3 atm
30 m 4 atm - 22O que significa 76 centímetros de mercúrio?Esse valor representa uma unidade de pressão. É usado principalmente em barômetros e na pressão atmosférica padrão.
76 cmHg=760 mmHg=1 atm=101.325 Pa - 23Qual é a condição necessária para o deslocamento entre fluídos?Um fluido (líquido ou gás) só se desloca de um lugar para outro se houver uma diferença de pressão entre dois pontos.
O fluido sempre se move do ponto de maior pressão para o de menor pressão. - 24Princípio de Pascal (Prensa Hidráulica)“A pressão exercida em um ponto de um fluido incompressível e em repouso se transmite igualmente em todas as direções.”
Se você aplica uma pressão em um ponto de um líquido (como a água ou o óleo dentro de um sistema fechado), essa pressão se espalha por todo o líquido de forma igual. - 25Explicação de como ocorre o deslocamento da força na prensa hidráulica.A prensa hidráulica funciona com dois êmbolos (pistões) conectados por um tubo cheio de líquido incompressível, geralmente óleo.
1. Aplicação da força:Pressiona o fluido no êmbolo menor
2. Transmissão:Pressão se espalha igualmente no líquido
3. Saída da força:Êmbolo maior exerce uma força maior - 26🔧 Aplicação: Prensa Hidráulica Fórmula usada:F1/A1=F2/A2
F₁ = força aplicada no êmbolo menor
A₁ = área do êmbolo menor
F₂ = força obtida no êmbolo maior
A₂ = área do êmbolo maior - 27Na prensa hidráulica, a distância que o embório menor exercer vai ser igual a que o embório maior vai se deslocar.Na prensa hidráulica, a distância que o êmbolo menor se move NÃO é igual à do êmbolo maior.
Porque a prensa conserva a energia. Se você multiplica a força, perde deslocamento. Isso significa:
Quanto maior a força obtida, menor será a distância que o êmbolo maior se move. - 28Equação para encontrar o deslocamento na prensa hidráulica.A1 ⋅d1 =A2 ⋅d2
A1 ou F1 = Área ou força no êmbolo menor
d1 = deslocamento do êmbolo menor
A2 ou F2 =Área ou força no êmbolo maior (maior força)
d2 = deslocamento do êmbolo maior (menor distância)
- 29O volume deslocado de um lado da prensa hidráulica é exatamente igual ao volume que chegará do outro lado.Na prensa hidráulica, o volume deslocado de um lado é igual ao volume do outro lado.
Isso acontece porque:
O líquido é incompressível (não muda de volume) e o sistema é fechado.
Então, quando você empurra o êmbolo menor, o volume de fluido que sai debaixo dele é o mesmo volume que entra debaixo do êmbolo maior. - 30Teorema de Arquimedes (Empuxo)"Um corpo total ou parcialmente imerso em um fluido recebe uma força para cima, chamada empuxo, igual ao peso do fluido deslocado pelo corpo."
Quando você coloca um objeto dentro da água (ou outro líquido), a água exerce uma força para cima sobre ele. Essa força é o empuxo, que depende do volume de água que o objeto “empurrou” para o lado.
Como usar o Teorema:
Se o empuxo for maior que o peso do objeto, ele flutua.
Se o empuxo for menor que o peso, o objeto afunda.
Se forem iguais, o objeto fica em equilíbrio (flutuando parcialmente). - 31🧪 Fórmula do empuxo:E=ρ⋅V⋅g
ρ (rho) = massa específica (densidade) do fluido (kg/m³)
V = volume do fluido deslocado pelo corpo (m³)
g = aceleração da gravidade (9,8 m/s²) - 32Por que um isopor e um ferro podem te sofrer o mesmo empuxo, mesmo tendo massas tão diferentes?Tudo depende do volume de fluido deslocado, não da massa do objeto!
O empuxo depende do volume de fluido deslocado (V).
A massa do objeto não influencia diretamente o valor do empuxo. - 33A grandeza “pressão” tem relação com quais grandezas: a Força e distância. b Área e distância. c Força e área.A equação que define a pressão tem a seguinte forma:
Pressão = Força / Área - 34Quando temos dificuldades de cortar algo com uma faca, utilizamos um amolador. Qual o objetivo de tal procedimento: a Diminuir a superfície de contato (área) para aumentar a pressão. b Aumentar a superfície de contato (área) para aumentar a pressão. c Diminuir a superfície de contato (área) para diminuir a pressão.Utilizando um amolador, diminuímos a área de contato entre a faca e a superfície que se deseja cortar. Essa diminuição de área aumenta a pressão aplicada.
- 35O teorema de stevin permite calcular a diferença de pressão entre 2 pontos. Esse teorema demonstra que Pressão e Profundidade são grandezas: a Diretamente proporcionais. b Inversamente proporcionais. c Não estão relacionadas.À medida que aumenta a profundidade, aumenta a pressão. Do mesmo modo, se diminui a profundidade, a pressão também diminui, logo estas são grandezas diretamente proporcionais.
- 36Dentro do estudo da Hidrostática, estudamos uma expressão chamada de Teorema de Stevin. Esse teorema mostra como a pressão varia a partir da profundidade. Pode ser observado pelo teorema de Stevin que a cada 10 m de profundidade da água, podemos acrescentar 1 atm de pressão total a um corpo (a nível da superfície). Qual a pressão total de um mergulhador 100 m de profundidade: a Pressão total de 10 atm. b Pressão total de 11 atm. c Pressão total de 9 atm.A superfície a nível do mar possui 1 atm. Mergulhando a 100m de profundidade, você terá 10 atm + 1 atm da superfície, totalizando 11 atm
- 37A prensa hidráulica é um instrumento muito utilizado no nosso dia a dia. O funcionamento dele é baseado em qual principio: a Principio de Arquimedes. b Principio de Newton. c Principio de Pascal.A prensa hidráulica faz uso do Princípio de Pascal.
- 38O teorema de Arquimedes define qual grandeza da física: a Empuxo. b Pressão. c Volume.O Teorema de Arquimedes introduz uma nova força a Dinâmica: o Empuxo.
- 39magine um recipiente cheio de um fluido qualquer e um objeto é mergulhado nesse fluido. Qual a direção e o sentido do vetor Empuxo: a Direção horizontal e sentido para esquerda. b Direção horizontal e sentido para baixo. c Direção vertical e sentido para cima.O Empuxo é uma força que sempre vai apresentar direção vertical e sentido para cima.
- 40Quando um objeto é mergulhado em um fluido, ele recebe pressão em todos os pontos do seu corpo. Apesar disso, observamos que determinados corpos sobem ou ate boiam em líquidos. Por que isso acontece? a Porque a pressão exercida embaixo do corpo é maior que a exercida em cima, devido a profundidade maior. b Porque a pressão é maior nas laterais do corpo, fazendo com que ele suba. c A pressão não está ligada ao movimento do corpo dentro do fluído.De acordo com o Teorema de Stevin, sabemos que pontos localizados abaixo de corpos apresentam maior pressão que pontos para acima ou nas laterais. Lembre-se de:
∆p=d.g.h
Sendo a pressão em pontos abaixo do corpo as maior em relação ao resto do corpo, podemos dizer que a força também é. Isso da origem ao que estudamos como Empuxo. - 41A equação do empuxo mostra que E = d . V . g, sendo o V = volume do liquido deslocado ou volume imerso do objeto. Para testar essa grandeza, foram colocados 3 objetos de materiais diferentes, mas de mesmo volume. Em relação ao Empuxo, podemos dizer que: a O material mais denso vai proporcionar um maior empuxo. b O material menos denso vai proporcionar o maior empuxo. c O tipo do material não influência no empuxo.O empuxo é determinado pela densidade do líquido, o volume imerso e a gravidade do ambiente. Como se trata do mesmo líquido, da mesma gravidade e mesmo volume (apesar de materiais diferentes), o empuxo também é o mesmo.
- 42Imagine um sistema onde um corpo, preso por um fio no chão, foi mergulhado em um liquido e encontro o equilíbrio dinâmico, onde o fio impede o corpo de subir. A equação que expressa essa situação é: a E + T = P b E = P + T c E + T = P + NComo o fio impede o corpo de subir, podemos considerar que o Empuxo é maior que o Peso do corpo, sendo necessária a existência da força de Tração do fio para poder gerar uma situação de equilíbrio estático. Logo, a força de Tração e a Peso, juntas, anulam o Empuxo.
E=T+P - 43👑 A Coroa do Rei Hierão e o Empuxo (Teorema de Arquimedes)O Rei Hierão II, de Siracusa (na Grécia Antiga), mandou fazer uma coroa de ouro puro. Mas ele começou a suspeitar que o ourives teria roubado parte do ouro e colocado prata no lugar.
Entra em cena: Arquimedes, o gênio da física!
Dizem que, enquanto tomava banho, Arquimedes percebeu que seu corpo fazia a água da banheira subir. Nesse momento ele entendeu:
"Um corpo imerso em um líquido desloca um volume de água, e sofre uma força para cima igual ao peso dessa água."
💡 Ele ficou tão empolgado que saiu correndo nu pelas ruas gritando: "Eureka!" (que significa "Achei!" em grego).
A solução de Arquimedes:
Ele pegou a coroa do rei e um bloco de ouro puro com a mesma massa.
Mergulhou os dois separadamente em um recipiente cheio de água.
Observou quanto de água transbordava em cada caso.
Se a coroa fosse feita 100% de ouro, o volume deslocado seria igual.
Mas a coroa deslocou mais água, porque tinha prata misturada (menos densa que o ouro, então ocupa mais volume para a mesma massa).
Conclusão: o ourives roubou o ouro sim! - 44Relação da densidade de um corpo com sua posição dentro da água✅ 1. Densidade do corpo MENOR que a da água:
O corpo flutua.
Parte dele fica fora da água.
Exemplo: isopor, madeira, gelo.
✅ 2. Densidade do corpo IGUAL à da água:
O corpo fica em equilíbrio, totalmente submerso, mas sem afundar.
Exemplo: alguns peixes ajustam a densidade do corpo pra isso!
✅ 3. Densidade do corpo MAIOR que a da água:
O corpo afunda.
Ele vai para o fundo da água.
Exemplo: pedra, ferro, moeda. - 45Teorema de Arquimedes"Todo corpo total ou parcialmente imerso em um fluido recebe uma força para cima (empuxo) igual ao peso do fluido que ele desloca."
Empuxo – e é o que faz objetos flutuarem ou parecerem mais leves dentro da água. - 46O que é imerso e é emerso.Emerso:
Um corpo está emerso quando está fora do fluido, ou seja, para fora da superfície.
Imerso:
Um corpo está imerso quando está dentro do fluido (total ou parcialmente). - 47O que é empuxo?Empuxo é uma força para cima que um fluido (como água ou ar) exerce sobre um corpo imerso nele.
Essa força faz o corpo parecer mais leve ou até flutuar. - 48O teorema de Arquimedes define qual grandeza da física: a Empuxo. b Pressão. c Volume.O Teorema de Arquimedes introduz uma nova força a Dinâmica: o Empuxo.
- 49Em um experimento, um corpo foi abandonado dentro de um fluido e afundou completamente até tocar o fundo. Qual a equação que melhor expressa a situação descrita: a E = P b E + N = P c E - N = P + TComo o corpo afundou completamente, significa que se encontra sobre uma superfície, sendo assim, apresenta a força Normal sobre o objeto, apontada para cima.
Nesse momento, o corpo se encontra em repouso, logo a soma das forças terá que ser nula, ou seja, as forças presentes apontadas para cima terá que ser igual à forças presentes apontadas para baixo. Dessa forma:
E+N=P
Lembrando que empuxo tem direção vertical e apontada para cima, igual à Normal. E que o Peso, aponta para baixo.m - 50Foi feito um experimento em que 2 corpos de mesmo volume foram mergulhados em um fluido. Um desses corpos afundou e tocou o chão enquanto outro boiou com metade do seu corpo para fora. Podemos dizer que: a O empuxo do corpo que boia é menor que o empuxo do corpo que afunda. b O empuxo do corpo que boia é o mesmo que o corpo que afunda. c O empuxo do corpo que boia é maior que o do corpo que afunda.Analisando a situação, podemos calcular dois Empuxos, um para cada corpo. Ambos os corpos estão sobre o mesmo fluido e sobre a ação da gravidade da Terra, logo, a unica grandeza que diferencia o empuxo dos dois corpos é o volume imerso.
Um corpo esta totalmente dentro do fluido, enquanto o outro corpo esta parcialmente. Isso nos leva a conclusão que o Empuxo do corpo parcialmente submerso é menor que o Empuxo do corpo totalmente submerso.
OBS: O fluido consegue produzir um empuxo maior quanto maior o volume do corpo inserido! Isso significa que corpos que boiam, por ter parte do seu volume fora do fluido, acabam tendo um Empuxo menor. - 51—
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- Enem Física Flashcards on Hidrostática e Teorema de Arquimedes, created by Helen Thainà on 18/06/2025.
- Created by
- Helen Thainà · Jun 2025
- Updated
- Jun 19, 2025
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