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Fuvest 2015 – 1ª Fase – Q.57

Guimarães — Fri, 16 Jul 2021 17:45:47 +0000

Para impedir que a pressão interna de uma panela de pressão ultrapasse um certo valor, em sua tampa há um dispositivo formado por um pino acoplado a um tubo cilíndrico, como esquematizado na figura ao lado. Enquanto a força resultante sobre o pino for dirigida para baixo, a panela está perfeitamente vedada. Considere o diâmetro interno do tubo cilíndrico igual a 4 mm e a massa do pino igual a 48 g. Na situação em que apenas a força gravitacional, a pressão atmosférica e a exercida pelos gases na panela atuam no pino, a pressão absoluta máxima no interior da panela é

a) 1,1 atm
b) 1,2 atm
c) 1,4 atm
d) 1,8 atm
e) 2,2 atm

Note e adote:
$$\pi = 3$$
1 atm = $$10^{5}$$ N/m²
aceleração local da gravidade = 10 m/s²

Confira as outras questões de Física da FUVEST 2015 – 1ª Fase

Solução:

Para que a pressão dos gases dentro da panela seja máxima, a pressão dentro e fora da panela precisam estar em equilíbrio. Isso significa que se a pressão dentro da panela aumentar um pouco mais, a válvula levanta e deixa a pressão diminuir até estabilizar novamente. Portanto, para pressão interna máxima, temos \[P_{int} = P_{ext}\] A pressão interna é somente a que os gases produzem sobre o pino. A pressão externa consiste da pressão atmosférica e a pressão do próprio peso do pino. Nós temos a massa do pino e a área interna. Como pressão é força sobre área, podemos calcular a pressão externa e encontrar a pressão interna. \[P_{int} = P_{ext} \longrightarrow P_{gases} = P_{atm} + P_{pino} \longrightarrow P_{max} = 1\cdot 10^{5} + \frac{F}{A} \longrightarrow P_{max} = 1\cdot 10^{5} + \frac{0,048\cdot 10}{3\cdot 0,002^{2}} \longrightarrow P_{max} = 1\cdot 10^{5} + 0,4\cdot 10^{5} \longrightarrow\]\[P_{max} = 1,4\, atm\] Resposta: letra C.

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UNICAMP 2021 – 1ª Fase – 2º Dia – Q.53

Guimarães — Fri, 15 Jan 2021 17:20:23 +0000

Texto comum para questões 52 e 53.
Em março de 2020, a Unicamp e o Fermi National Accelerator Laboratory (Fermilab), dos Estados Unidos, assinaram um acordo de cooperação científica com o objetivo de desenvolver tanques para conter argônio líquido a baixíssimas temperaturas (criostatos). Esses tanques abrigarão detectores para o estudo dos neutrinos.

A pressão exercida na base de certo tanque do Fermilab pela coluna de argônio líquido no seu interior é $$P=5,6\times 10^{4}\, N/m^{2}$$. A densidade do argônio líquido no tanque é $$d=1400\, kg/m^{3}$$. Assim, a altura do tanque será de

a) 2,0 m.
b) 4,0 m.
c) 7,8 m.
d) 25,0 m.

Solução:

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UNICAMP 2021 – 1ª Fase – 1º Dia – Q.35

Guimarães — Sat, 09 Jan 2021 18:16:09 +0000

A força normal aplicada pela agulha de um toca-discos sobre o disco tem módulo igual a $$|\vec{N}|=2,0\times 10^{-2}\, N$$. A área de contato entre a agulha e o disco é igual a $$1,6\times 10^{-3}\, mm^{2}$$. Qual é a pressão exercida pela agulha sobre o disco?

Dado: $$1,0\, atm=1,0\times 10^{5}\, N/m^{2}$$.

a) $$1,25\times 10^{-4}\, atm$$.

b) $$3,20\times 10^{-3}\, atm$$.

c) $$3,20\times 10^{1}\, atm$$.

d) $$1,25\times 10^{2}\, atm$$.

Solução:

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