Energia Potencial Elástica

A energia potencial elástica é a energia armazenada em um corpo elástico quando ele é deformado – esticado ou comprimido – e tem tendência a retornar à sua forma original. Esse conceito é fundamental na física e aparece em diversos contextos, como molas, elásticos e até mesmo músculos humanos.

Ela é determinada pela equação:

Onde:

• ( E_pe ) é a energia potencial elástica (medida em Joule),
• ( k ) é a constante elástica do material (rigidez da mola) (medida em N/m),
• ( x ) é a deformação do corpo em relação à sua posição de equilíbrio (medida em metros).

Conceitos Importantes:

1. Lei de Hooke: Relaciona a força aplicada a um objeto elástico com a deformação sofrida por ele, expressa por:

F = k⋅x

2. Armazenamento e Liberação de Energia: Quando a força que causa a deformação é removida, a energia potencial elástica pode ser transformada em energia cinética.
3. Aplicações: Esse conceito é amplamente utilizado em engenharia mecânica, esportes (como arcos e flechas), sistemas de suspensão de veículos e até em brinquedos, como camas elásticas.

Exemplos

1 – (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10 N, está deformada em 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:

A) 0,10 J

B) 0,20 J

C) 0,50 J

D) 1,0 J

E) 2,0 J

Resolução:

x = 2 cm = 1:100 m = 0,02 m

F = 10 N

Cálculo da constante elástica da mola (Lei de Hooke):

 F = k⋅x  ⇒  10 = k⋅0,02

 k = 500 N/m

Cálculo da energia potencial elástica:

 E_pe = 0,1 J

 Resposta: Letra A

2 – Calcule a deformação sofrida por um material elástico de constante elástica 40 N/m que adquire uma energia potencial elástica de 3,2 J.

A) 0,2 m

B) 0,4 m

C) 0,6 m

D) 0,8 m

E) 1,0 m

Resolução:

E_pe = 3,2 J

k = 40 N/m

x = 0,4 m

Exercícios 

1 – (FUND. CARLOS CHAGAS) Uma mola elástica ideal, submetida a ação de uma força de intensidade F = 10N, está deformada de 2,0 cm. A energia elástica armazenada na mola é de:

a) 0,10 J

b) 0,20 J

c) 0,50 J

d) 1,0 J

e) 2,0 J

Resolução:

Cálculo da constante elástica da mola (Lei de Hooke):

F = 10 N

x = 2 cm = 2:100 m = 0,02 m

F = k⋅x

10 = k⋅0,02

K = 500 N/m

Calculo da energia potencial elástica:

 E_pe = 0,1 J

2 – (UEG) Em um experimento que valida a conservação da energia mecânica, um objeto de 4,0 kg colide horizontalmente com uma mola relaxada, de constante elástica de 100 N/m. Esse choque a comprime 1,6 cm. Qual é a velocidade, em m/s, desse objeto antes de se chocar com a mola?

A) 0,02

B) 0,40

C) 0,08

D) 0,13

Resolução:

m = 4,0 kg

k = 100 N/m

x = 1,6 cm = 1,6:100 m = 0,016 m

A energia cinética inicial do objeto é convertida em energia potencial elástica na mola:

Simplificando:

 v = 0,08 m/s

Resposta: Letra C

3 – (UNESP - 2018 - 1ª FASE) Uma mini cama elástica é constituída por uma superfície elástica presa a um aro lateral por 32 molas idênticas, como mostra a figura. Quando uma pessoa salta sobre esta mini cama, transfere para ela uma quantidade de energia que é absorvida pela superfície elástica e pelas molas.

Considere que, ao saltar sobre uma dessas mini camas, uma pessoa transfira para ela uma quantidade de energia igual a 160 J, que 45% dessa energia seja distribuída igualmente entre as 32 molas e que cada uma delas se distenda 3,0 mm. Nessa situação, a constante elástica de cada mola, em N/m, vale

a) 5,0 × 10⁵.

b) 1,6 × 10¹.

c) 3,2 × 10³.

d) 5,0 × 10³.

e) 3,2 × 10⁰

Resolução:

Número de molas: 32
Energia absorvida 160 J
Energia absorvida apenas pelas molas:

45% de 160 J

E_pe = 72 J

72 J distribuídos para 32 molas significa que cada mola absorverá 2,25 J:

72 J:32 = 2,25 J

Distensão de cada mola:

x = 3,0 mm = 3:1 000 m = 0,003 m = 3⋅10 ^{- 3} m

Cálculo da constante K de cada mola:

Isolando k, temos:

k = 5⋅10⁵ N/m

4 – (Fatec) Um bloco de massa 0,60 kg é abandonado, a partir do repouso, no ponto A de uma pista no plano vertical. O ponto A está a 2,0 m de altura da base da pista, onde está fixa uma mola de constante elástica 150 N/m. São desprezíveis os efeitos do atrito e adota-se g = 10 m/s². A máxima compressão da mola vale, em metros:

 A) 0,80

B) 0,40

C) 0,20

D) 0,10

E) 0,05

Resolução:

m = 0,60 kg

k = 150 N/m

h = 2 m

x = ?

A energia potencial gravitacional se converte em energia potencial elástica:

x = 0,4 m

5 – (ENEM – 2007)

Istoé, n.o 1.864, set./2005, p. 69 (com adaptações).

Com o projeto de mochila ilustrado acima, pretende-se aproveitar, na geração de energia elétrica para acionar dispositivos eletrônicos portáteis, parte da energia desperdiçada no ato de caminhar. As transformações de energia envolvidas na produção de eletricidade enquanto uma pessoa caminha com essa mochila podem ser assim esquematizadas:

As energias I e II, representadas no esquema acima, podem ser identificadas, respectivamente, como

a) cinética e elétrica.
b) térmica e cinética.
c) térmica e elétrica.
d) sonora e térmica.
e) radiante e elétrica.

Resolução:

Alternativa (a): cinética e elétrica

6 – (ENEM – 2005) Observe a situação descrita na tirinha abaixo.

Assim que o menino lança a flecha, há transformação de um tipo de energia em outra. A transformação, nesse caso, é de energia

a) potencial elástica em energia gravitacional.
b) gravitacional em energia potencial.
c) potencial elástica em energia cinética.
d) cinética em energia potencial elástica.
e) gravitacional em energia cinética.

Resolução:

Alternativa (c): potencial elástica em energia cinética.

7 - (Enem) Os carrinhos de brinquedo podem ser de vários tipos. Dentre eles, há os movidos a corda, em que uma mola em seu interior é comprimida quando a criança puxa o carrinho para trás. Ao ser solto, o carrinho entra em movimento enquanto a mola volta à sua forma inicial. O processo de conversão de energia que ocorre no carrinho descrito também é verificado em:

A) um dínamo.
B) um freio de automóvel.
C) um motor a combustão.
D) uma usina hidroelétrica.
E) uma atiradeira (estilingue).

Resolução:

No estilingue a energia potencial elástica proveniente da mola se converte em energia cinética, provocando o lançamento do objeto.

Resposta: Alternativa E: Energia potencial elástica em energia cinética.

Princípio de Arquimedes

 O Princípio de Arquimedes é um dos conceitos fundamentais da hidrostática e descreve o comportamento de um corpo imerso em um fluido. Foi formulado pelo matemático e inventor grego Arquimedes de Siracusa no século III a.C.

Conceito Principal

O princípio afirma que todo corpo imerso em um fluido recebe uma força para cima igual ao peso do volume de fluido deslocado. Em termos simples, é o motivo pelo qual objetos flutuam ou afundam.

Expressão Matemática:

A força de empuxo E pode ser calculada por:

E = ρ ⋅ V ⋅ g

Onde:

• ( E ) é a força de empuxo;
• ( ρ) é a densidade do fluido;
• ( g ) é a aceleração da gravidade;

·  ( V ) é o volume de fluido deslocado.

Se a força de empuxo for maior que o peso do corpo, ele flutua. Se for menor, ele afunda.

Aplicações do Princípio de Arquimedes

Este princípio é essencial em diversas áreas, como:

• Flutuabilidade de barcos e submarinos (cálculo da densidade e volume para garantir que flutuem);
• Balões de ar quente (entendimento do deslocamento de ar e sua influência na elevação);
• Hidrometria (uso de densímetros para medir a densidade de líquidos);
• Medicina (avaliação da composição corporal por meio da pesagem hidrostática).

Exercícios

1 - Um bloco de madeira, com volume de 0,02 m³, flutua na água. Se a densidade da água é de 1000 kg/m³, qual é a força de empuxo que atua sobre o bloco?

Resolução:

E = ?

V = 0,02 m³

ρ = 1000 kg/m³

g = 10 m/s²

E = ρ ⋅ V ⋅ g

E = 1000 ⋅ 0,02 ⋅ 10

E = 200 N

2 - Uma pedra com massa de 2 kg e densidade de 2500 kg/m³ é totalmente imersa em água. Determine a força de empuxo e a força resultante que atua sobre a pedra.

Resolução:

m = 2 kg

ρ = 2 500 kg/m³ (pedra)

V = 0,000 8 m³

g = 10 m/s²

P = m⋅g   ⇒    P = 2⋅10    ∴    P = 20 N

A força de empuxo:

ρ = 1 000 kg/m³ (água)

E = ρ ⋅ V ⋅ g

E = 1 000 ⋅ 0,000 8 ⋅ 10

E = 8 N

A força resultante é a diferença entre o peso e o empuxo:

F_R = P – E  ⇒  F_R = 20 − 8  ∴   F_R = 12 N

3 - Um objeto com volume de 0,1 m³ está totalmente submerso em um líquido com densidade de 800 kg/m³. A força de empuxo que atua sobre o objeto é de 784 N. Determine a aceleração da gravidade no local.

Resolução:

g = ?

E = 784 N

V = 0,1 m³

ρ = 800 kg/m³

E = ρ ⋅ V ⋅ g   ⇒   784 = 800 ⋅ 0,1 ⋅ g

g = 9,8 m/s²

4 - (Unioeste 2° Etapa Tarde 2025) Um balão de hélio com volume de 5 m³ está flutuando no ar. Se a densidade do ar é de 1,2 kg/m³ e a densidade do hélio é de 0,18 kg/m³, determine a força de empuxo que atua sobre o balão e a massa do balão (despreze a massa do balão de borracha). 

a) O gás hélio dentro do balão pesa 9 N.

b) A força de empuxo que age sobre o balão é de 60 N.

c) O ar deslocado correspondente ao volume do balão pesa 60 N.

d) O somatório das forças verticais que agem sobre o balão é igual a zero.

e) O balão sobe porque a força de empuxo é maior que o peso total do balão (peso do gás + peso do material do balão).

Resolução:

V = 5 m³

ρ = 1,2 kg/m³  (ar)

ρ = 0,18 kg/m³ (hélio)

g = 10 m/s²

Empuxo do ar:

E = ρ ⋅ V ⋅ g   ⇒   E = 1,2 ⋅ 5 ⋅ 10

E = 60 N

Massa do hélio:

m = 5⋅ 0,18   ⇒   m = 0,9 kg

Peso do hélio:

P = m⋅g   ⇒   P = 0,9⋅10

P = 9 N

a) O gás hélio dentro do balão pesa 9 N. Esta afirmação é verdadeira.

b) A força de empuxo que age sobre o balão é de 60 N. Esta afirmação é verdadeira.

c) O ar deslocado correspondente ao volume do balão pesa 60 N. Esta afirmação é verdadeira, pois o peso do ar deslocado é a força de empuxo.

d) O somatório das forças verticais que agem sobre o balão é igual a zero. Esta afirmação é falsa, pois o balão sobe, indicando uma força resultante para cima.

e) O balão sobe porque a força de empuxo é maior que o peso total do balão (peso do gás + peso do material do balão). Esta afirmação é verdadeira, pois 60 N > 9 N (desprezando o peso do material).

 Resposta: Letra D.

5 - (UEM – PR) Um balão cheio de certo gás tem volume igual a 5,0 m³. A massa total do balão (incluindo o gás) é de 4,0 kg. Considerando a densidade do ar igual a 1,3 kg/m³ e g igual a 10,0 m/s², assinale o que for correto.

(01) O peso do balão é 40,0 N.
(02) Se o balão for abandonado, ele cairá, porque sua densidade é maior que a do ar.
(04) O empuxo que o balão recebe do ar é de 65,0 N.
(08) Para uma pessoa manter o balão em equilíbrio, ela deverá exercer sobre ele uma força igual e contrária ao empuxo que ele sofre do ar.
(16) Se esse balão fosse abandonado na Lua, ele não receberia empuxo, pois lá não existe atmosfera.

Resolução:

V = 5,0 m³

m = 4,0 kg

ρ = 1,3 kg/m³  (ar)

g = 10,0 m/s²

01) P = m⋅ g

P = 4⋅ 10 = 40 N (verdadeira)

02)

ρ = 0,8 kg/m³  (falsa) ele subirá, por ser menos denso que o ar.

04) O ar exerce empuxo sobre o balão, com direção vertical e sentido para cima. O empuxo é dado por:

E = ρ ⋅ V ⋅ g    ⇒   E = 1,3 ⋅ 5 ⋅ 10

E = 65 N  (verdadeira)

08) A força resultante deve ser para cima, pois o balão sobe. Nele existem duas forças: empuxo e peso. O balão sobe pois o empuxo é maior que o peso, e a resultante das forças será:

F_R = P – E  ⇒ F_R = 65 − 40   ∴  F_R =  25 N

Portanto, para segurar o balão deve haver uma força de 25 N para baixo. (falsa)

16) A fórmula do empuxo é:

E = ρ(fluido).g.V (deslocado).

Na Lua há apenas vácuo, o corpo não está envolto por nada, portanto ρ (fluido) = 0, E = 0, (verdadeira)

6 - (UERJ 2015) Uma barca está transportando automóveis entre as margens de um rio. Quando vazia, tem volume de 100 m³ e massa de 40 000 kg. A densidade da água é de 1 000 kg/m³. Qual o número máximo de automóveis com massa de 1 500 kg que a barca pode transportar? 

Resolução:

A massa máxima de água deslocada é igual ao produto da densidade da água pelo volume total da barca:

m_água = ρ_água⋅V_barca

m_água = 1 000⋅100

m_água = 100 000 kg

A massa máxima de carga é a diferença entre a massa máxima de água deslocada e a massa da barca vazia:

m_carga = m_água  − m_barca

m_carga= 100 000 kg – 40 000 kg = 60 000 kg

O número de automóveis (N) é a massa máxima de carga dividida pela massa de um automóvel:

Resposta: O número máximo de automóveis que a barca pode transportar é 40.

7 - (UFLA) O empuxo exercido sobre um corpo imerso em um líquido depende:

a) do volume do líquido deslocado e da densidade do corpo
b) da densidade e do volume do corpo
c) do volume e da densidade do líquido deslocado
d) somente do volume do líquido deslocado
e) somente da densidade do líquido deslocado

Resolução:

O empuxo exercido sobre um corpo imerso em um líquido depende: do volume e da densidade do líquido deslocado.

Resposta: Letra C 

Lei de Stevin

A Lei de Stevin é um princípio fundamental da hidrostática que descreve a variação da pressão em um fluido em equilíbrio sob a influência da gravidade. Ela estabelece que a pressão em um ponto dentro de um líquido depende da profundidade e da densidade do fluido, sendo expressa pela equação:

p = p₀ + ρ⋅g⋅Δh   ou   Δp = ρ⋅g⋅Δh

Onde:

• ( p ) é a pressão em um ponto dentro do líquido,
• ( P₀ ) é a pressão na superfície do líquido (geralmente a pressão atmosférica),
• ( ρ ) é a densidade do fluido,
• ( g ) é a aceleração da gravidade,
• ( Δh ) é a profundidade do ponto abaixo da superfície do líquido,
• (Δp) é a variação da pressão.

Conceitos Importantes:

1. Pressão Hidrostática: A pressão aumenta à medida que a profundidade aumenta, devido ao peso da coluna de fluido acima do ponto analisado.
2. Independência da Forma do Recipiente: A pressão em um determinado nível depende apenas da profundidade e da densidade do fluido, não da forma do recipiente.
3. Aplicações: Esse princípio é essencial para engenharia hidráulica, cálculo de forças em barragens, mergulho submarino e até meteorologia, onde é usado para entender variações de pressão atmosférica.

Lembrando que:

m = µ ∙ V (sendo m = massa, µ = massa específica e V = volume)

A massa específica (µ) e a densidade (ρ) são grandezas físicas bem similares, já que ambas tratam a respeito da razão entre a massa e o volume. Contudo, enquanto a massa específica é a razão entre a massa da substância e o seu volume, a densidade é a razão entre a massa de um corpo e o seu volume.

A unidade de medida de pressão no sistema internacional é o N/m² (newton por metro quadrado), porém existem outros tipos de unidade de pressão, como atm (atmosfera), mmHg (milímetro de mercúrio), bar (bares), e pascal (Pa).

A relação entre as unidades de medida de pressão:

1 atm = 1,01325·10⁵ N/m² = 1,01325·10⁵ Pa = 760 mmHg = 1,01325 bar

Exemplos

1 - Qual a pressão em um ponto a 2 metros de profundidade em um lago, considerando a densidade da água como 1000 kg/m³ e a aceleração da gravidade como 10 m/s²? 

Resolução:

Aplicando a lei de Stevin:

Δp = ?

Δh = 2 m

g = 10 m/s²

𝜌 = 1000 kg/m³

Δp = 𝜌⋅𝑔⋅Δℎ

Δp = 1000⋅10⋅2

Δp = 20 000 Pa   ou   Δp = 20 kPa

2 - Um recipiente de 1,5 m está totalmente cheio de um líquido cuja densidade vale 1 200 kg/m³, e, no fundo dele, está uma moeda. Qual é o valor da pressão total sobre a moeda? Utilize a gravidade valendo 10 m/s².

Resolução

p₀ = 1,0⋅10⁵ N/m²

𝜌 = 1 200 kg/m³

g = 10 m/s²

Δh = 1,5 m

p = ?

p = p₀ + ρ⋅g⋅Δh

p = 1,0⋅10⁵ + 1 200⋅10⋅1,5

p = 1,0⋅10⁵ + 18 000

p = 1,0⋅10⁵ + 0,18⋅10⁵ 

p = 1,18⋅10⁵ N/m²

Exercícios

1 - (UERJ) Para um mergulhador, cada 5 m de profundidade atingida corresponde a um acréscimo de 0,5 atm na pressão exercida sobre ele. Admita que esse mergulhador não consegue respirar quando sua caixa torácica está submetida a uma pressão acima de 1,02 atm.

Para respirar ar atmosférico por um tubo, a profundidade máxima, em cm, que pode ser atingida pela caixa torácica desse mergulhador é igual a:

a)   40.

b)   30.

c)   20.

d)   10.

e)   15.

Note e adote: ρ = 10³ kg/m³ e g = 10 m/s²

Resolução:

p₀  = 1 atm = 1×10⁵ N/m²

p = 1,02 atm = 1,02×10⁵ N/m²

ρ = 10³ kg/m³

g = 10 m/s²

p = p₀ + ρ⋅g⋅Δh

1,02×10⁵ = 1×10⁵   + 10³⋅10⋅Δh

1,02×10⁵ – 1×10⁵   = 10³⁺¹⋅Δh

0,02×10⁵ = 10⁴⋅Δh

Δh = 0,2 m = 0,2⋅100 cm = 20 cm

2 - (UERJ-RJ) Uma moeda é encontrada por um mergulhador no fundo plano de um lago, a 4 m de profundidade, com uma das faces, cuja área mede 12 cm², voltada para cima.

A força, em newtons, exercida sobre a face superior da moeda em repouso no fundo do lago equivale a:

a) 40

b) 48

c) 120

d) 168

e) 222

Resolução:

ρ = 10³ kg/m³

h = 4 m

g = 10 m/s²

1 m = 100 cm

10^{- 4} 

1 m² = (100 cm)² = 10 000 cm²

12 cm² = 12:10 000 m² = 0,0 012 m² = 12⋅10^{- 4} m²

p = ρ⋅g⋅h   ⇒   p = 10³⋅10⋅4 ⇒ p = 4⋅10⁴ N/m²

F = 4⋅10⁴⋅12⋅10^{- 4}    ⇒   F = 48⋅10^{4 + (- 4)}

F = 48⋅10^{4 - 4}   ⇒   F = 48⋅10⁰   ⇒   F = 48⋅1  

F = 48 N  

3 - (Unesp) A diferença de pressão máxima que o pulmão de um ser humano pode gerar por inspiração é em torno de 0,1⋅10⁵ 𝑃𝑎  ou 0,1 𝑎𝑡𝑚. Assim, mesmo com a ajuda de um snorkel (respiradouro), um mergulhador não pode ultrapassar uma profundidade máxima, já que a pressão sobre os pulmões aumenta à medida que ele mergulha mais fundo, impedindo-os de inflarem.

Considerando a densidade da água 10³ kg/m e a aceleração da gravidade 10 m/s², a profundidade máxima estimada, representada por h, que uma pessoa pode mergulhar respirando com a ajuda de um snorkel é igual a

A) 1,1 ‧ 10² m

B) 1,0 ‧ 10² m

C) 1,1 ‧ 10¹ m

D) 1,0 ‧ 10¹ m

E) 1,0 ‧ 10⁰ m

Resolução:

Δp = 0,1⋅10⁵ 𝑃𝑎

ρ = 10³ kg/m 

g = 10 m/s²

A diferença de pressão (Δp) pode ser dada pela lei de Stevin:

Δp = ρ⋅g⋅Δh ⇒ 0,1⋅10⁵ = 10³⋅10⋅Δh

0,1⋅10⁵ = 10³⋅10¹⋅Δh   ⇒ 0,1⋅10⁵ = 10⁴⋅Δh

Δh = 0,1⋅10^{5 –  4}   ⇒   Δh = 1,0⋅10^–1 ⋅10¹

Δh = 1,0⋅10^{–1 + 1}   ⇒   Δh = 1,0⋅10⁰ m

Resposta: Letra E

4 - (Uncisal) Em um laboratório, as substâncias são identificadas no rótulo pelo nome e por algumas propriedades químicas. No intuito de descobrir qual a substância armazenada num frasco no qual o rótulo foi retirado, um estudante aplicado de física propôs um experimento. Foram colocados num sistema constituído por vasos comunicantes o líquido desconhecido e álcool. Como são líquidos imiscíveis, é possível estimar a densidade do líquido medindo a altura das colunas líquidas a partir da superfície de separação desses líquidos. Esses valores são mostrados na figura a seguir. Consultando a tabela com os valores das densidades de alguns líquidos, disponível nesse laboratório, é provável que o líquido desconhecido seja:

a) a nitroglicerina.

b) o hexano.

c) o mercúrio.

d) a água.

e) o benzeno.

Resolução:

Aplicando a lei de Stevin para o caso dos vasos comunicantes, o produto das alturas das colunas de líquido, determinadas de um mesmo ponto, pela densidade dos líquidos deve ser igual. Assim, podemos escrever que:

p_A= p_L

ρ_A = 0,79 g/cm³

h₁ = 0,270 m

h₂ = 0,237 m

𝜌_L= ?

Igualando as pressões do mesmo nível:

ρ_A⋅g⋅h₁ = 𝜌_L⋅𝑔⋅ℎ₂

ρA⋅g⋅h1 =ρ_L⋅𝑔⋅ℎ2

ρ_L= 0,9 g/cm³

Logo, o líquido desconhecido é o benzeno.

Resposta: Letra E

5 - (UEL) Um tubo em U, longo, aberto nas extremidades, contém mercúrio, de densidade 13,6 g/cm³. Em um dos ramos, coloca-se água, de densidade 1,0 g/cm³, até ocupar uma altura de 32 cm. No outro ramo coloca-se óleo, de densidade 0,8 g/cm³, que ocupa altura de 6,0 cm. O desnível entre as superfícies livres nos dois ramos, em cm, é de

a) 38.

b) 28.

c) 24.

d) 20.

e) 15.

Resolução:

ρ_A = 1,0 g/cm³

ρ_O = 0,8 g/ cm³

ρ_M = 13,6 g/ cm³

h_A = 32 cm

h_O = 6, 0 cm

No nível N:

p_A = p₀ + p_{M (A pressão da água é igual à pressão do óleo mais a pressão do mercúrio)}

ρ_A ⋅g⋅h_A= ρ_O⋅g⋅ρ_O + ρ_M ⋅g⋅h_M

Simplificando (Cancelando g nos dois membros):

ρ_A ⋅h_A= ρ_O⋅ρ_O + ρ_M ⋅h_M

1⋅32= 0,8⋅6 + 13,6⋅h_M

32 = 4,8 + 13,6⋅h_M

32 – 4,8 = 13,6⋅h_M

27,2 = 13,6⋅h_M

h_M = 2 cm

Como:

△x +6 + h_M = 32

△x + 6 + 2 = 32

△x = 32 – 2 – 6

△x = 24 cm

Resposta: Letra C

6 - (UFF-RJ) O sifão é um instrumento usado para a retirada de água de lugares de difícil acesso.

Como mostra a figura a seguir, seu funcionamento se baseia no fato de que, quando o tubo que liga os recipientes A e B está cheio, há uma diferença de pressão hidrostática entre os pontos P e Q, o que provoca um fluxo de água de A para B. Essa diferença de pressão depende da seguinte característica do nosso planeta:

a) pressão atmosférica.

b) aceleração da gravidade local.

c) temperatura da superfície.

d) densidade da atmosfera.

e) velocidade de rotação do planeta.

Resolução:

Vamos analisar essa questão por meio da fórmula do teorema de Stevin:

Δp = ρ⋅g⋅Δh

A diferença de pressão hidrostática entre P e Q em um sifão, que leva à transferência de água, depende da aceleração da gravidade local. 

Resposta: Letra B.