EEAR 2022 (CFS 2) — questão 79 de Física

Gabarito BHidrostática — empuxo e fração imersa de um corpo flutuandoExame de Admissão ao CFS 2/2022 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 79 de Física do EEAR 2022 (CFS 2)

Enunciado em texto

Em um local onde o módulo da aceleração da gravidade é igual a 10 m/s², uma pessoa submerge um bloco maciço de massa igual a 3 kg totalmente em água, enquanto aplica uma força na face superior do bloco. Nessa situação a força de empuxo a que o bloco está sujeito é igual a 50 N. Sem a ação da força aplicada pela pessoa, apenas uma fração do bloco está abaixo da superfície da água. A alternativa que indica corretamente a fração do bloco que está acima da superfície da água é

a) 15\dfrac{1}{5}

b) 25\dfrac{2}{5}

c) 35\dfrac{3}{5}

d) 45\dfrac{4}{5}

(Enunciado: Exame de Admissão ao CFS 2/2022 — EEAR.)

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Escola de Especialistas de Aeronáutica (EEAR), do Comando da Aeronáutica.

Resolução comentada

O que a questão pede: que fração do bloco fica fora da água quando ele flutua sozinho.

Passo 1 — o empuxo é proporcional ao volume submerso. E=daˊgua Vsub gE = d_{\text{água}}\,V_{\text{sub}}\,g. Com o bloco todo dentro da água, E=50E = 50 N: esse é o empuxo do volume inteiro.

Passo 2 — flutuando, o empuxo equilibra o peso:

E′=P=3×10=30 NE^{\prime} = P = 3 \times 10 = 30\ \text{N}

Passo 3 — a fração submersa é a razão entre os empuxos (o resto da fórmula é igual):

VsubV=3050=35\frac{V_{\text{sub}}}{V} = \frac{30}{50} = \frac{3}{5}

Então ficam 3/5 dentro da água e 2/5 fora.

Conferindo: com d = 1000 kg/m³, o volume é 50/(1000×10)=5×10−350/(1000 \times 10) = 5 \times 10^{-3} m³, e a densidade do bloco é 3/(5×10−3)=6003/(5 \times 10^{-3}) = 600 kg/m³. Fração submersa = 600/1000 = 3/5.

⚠️ A armadilha: parar em 3/5 (alternativa C). Essa é a parte abaixo da superfície; a questão pede a parte acima.

A ideia em uma frase: flutuando, empuxo = peso, e a fração submersa é o peso dividido pelo empuxo com o corpo todo mergulhado.

Resposta: alternativa B (2/5).

Vídeo em breve

A resolução em vídeo desta questão ainda não foi gravada. A explicação escrita acima está completa, passo a passo. Novos vídeos saem no canal do Professor Filatte.

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