EEAR 2023 (CFS 2) — questão 94 de Física

Gabarito CHidrostática — lei de Stevin (pressão e profundidade)Exame de Admissão ao CFS 2/2023 · Física
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 94 de Física do EEAR 2023 (CFS 2)

Enunciado em texto

Um recipiente está completamente cheio com água (densidade igual a 1 g/cm31\ \text{g/cm}^3). A 3 m de profundidade, em relação a superfície, é determinado um ponto A. Outro ponto B, que está abaixo de A e a uma profundidade h em relação ao ponto A, apresenta uma pressão com valor de 68600 Pa. Este ponto B está a 3 m acima do fundo do recipiente, conforme pode-se observar na figura a seguir. Determine o valor, em metros, de H, que representa a altura total deste recipiente.

Dados:

I - desconsidere a pressão atmosférica;

II - intensidade da aceleração da gravidade no local igual a 9,8 m/s29{,}8\ \text{m/s}^2; e

III - o líquido (água) perfeitamente homogêneo e em equilíbrio estático.

a) 7

b) 9

c) 10

d) 13

[Figura: um recipiente cilíndrico de altura total H. Da superfície até o ponto A há 3 m; de A até o ponto B, mais abaixo, a distância é h; de B até o “fundo do recipiente” há 3 m.]

(Enunciado e figura: Exame de Admissão ao CFS 2/2023 — 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: a altura total do recipiente, H=3+h+3H = 3 + h + 3.

Passo 1 — a profundidade de B. Sem a pressão atmosférica, a pressão em B é só a da coluna de água acima dele (Stevin): p=ρg yp = \rho g\,y, com y a profundidade de B. A densidade, no SI, é 1000 kg/m³:

y=pρg=686001000×9,8=7 my = \frac{p}{\rho g} = \frac{68600}{1000 \times 9{,}8} = 7\ \text{m}

Passo 2 — o valor de h. B está 7 m abaixo da superfície e A está a 3 m, então h=7−3=4h = 7 - 3 = 4 m.

Passo 3 — a altura total:

H=3+4+3=10 mH = 3 + 4 + 3 = 10\ \text{m}

⚠️ As armadilhas: parar na profundidade de B, 7 m (alternativa A), esquecendo os 3 m que ficam abaixo dele. Ou achar que os 7 m são o h e somar os dois trechos de 3 m: 3 + 7 + 3 = 13 m (alternativa D).

A ideia em uma frase: a pressão dá a profundidade a partir da superfície; depois é só montar a altura com os trechos da figura.

Resposta: alternativa C (10 m).

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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