ENEM 2012 — questão 62 de Física
Enunciado em texto
O manual que acompanha uma ducha higiênica informa que a pressão mínima da água para o seu funcionamento apropriado é de 20 kPa. A figura mostra a instalação hidráulica com a caixa d’água e o cano ao qual deve ser conectada a ducha.
[Figura: no alto, a “CAIXA D´ÁGUA”, com uma camada de “ÁGUA” no fundo. Do fundo da caixa desce um cano por dentro da “PAREDE”; perto do “PISO”, o cano faz uma curva em U, sobe um pouco e termina numa saída horizontal, onde se conecta a ducha. Cinco alturas estão marcadas. h1: do fundo da caixa até o nível da saída do cano. h2: de um ponto no meio da camada de água até o nível da saída. h3: da superfície da água até o nível da saída. h4: do fundo da caixa até o ponto mais baixo da curva do cano. h5: da superfície da água até o ponto mais baixo da curva do cano.]
O valor da pressão da água na ducha está associado à altura
a) h1.
b) h2.
c) h3.
d) h4.
e) h5.
(Enunciado e figura: ENEM 2012, aplicação regular, Caderno 3 – Branco — INEP.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem ao ENEM.
Resolução comentada
O que a questão pede: qual altura determina a pressão da água no ponto onde a ducha é ligada.
Passo 1 — a lei de Stevin. Num líquido em repouso, a pressão num ponto (além da atmosférica) depende só da profundidade desse ponto em relação à superfície livre do líquido:
O h é medido na vertical, da superfície livre da água até o ponto que interessa. O formato e o caminho do cano não importam.
Passo 2 — os dois extremos de h. A superfície livre é o nível de cima da água na caixa. O ponto que interessa é a saída do cano, onde fica a ducha. A altura entre esses dois níveis é h3.
Conferindo com o manual: para ter 20 kPa, com e g = 10 m/s², seria preciso
de desnível entre a superfície da água e a ducha.
Por que não as outras: h1 e h4 partem do fundo da caixa, e não da superfície da água; h2 parte do meio da água; h4 e h5 vão até o ponto mais baixo da curva do cano, e não até a saída onde está a ducha.
⚠️ A armadilha: a alternativa E, por ser a maior altura, ou a A, medindo a partir do fundo da caixa. A pressão vem de toda a coluna de água acima do ponto, contada a partir da superfície livre, até o ponto exato onde está a ducha.
A ideia em uma frase: a pressão hidrostática num ponto depende da profundidade dele em relação à superfície livre do líquido — p = ρgh.
Resposta: alternativa C (h3).
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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