ENEM 2013 — questão 66 de Física
Enunciado em texto
Para realizar um experimento com uma garrafa PET cheia d´água, perfurou-se a lateral da garrafa em três posições a diferentes alturas. Com a garrafa tampada, a água não vazou por nenhum dos orifícios, e, com a garrafa destampada, observou-se o escoamento da água conforme ilustrado na figura.
[Figura: uma garrafa PET destampada, em pé sobre uma superfície. De três furos na lateral, em alturas diferentes, saem três jatos de água em arco, que caem na superfície. O jato do furo mais baixo é o que vai mais longe; o do furo mais alto é o que cai mais perto da garrafa.]
Como a pressão atmosférica interfere no escoamento da água, nas situações com a garrafa tampada e destampada, respectivamente?
a) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água.
b) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.
c) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; altera a velocidade de escoamento, que é proporcional à pressão atmosférica na altura do furo.
d) Impede a saída de água, por ser maior que a pressão interna; regula a velocidade de escoamento, que só depende da pressão atmosférica.
e) Impede a entrada de ar, por ser menor que a pressão interna; não muda a velocidade de escoamento, que só depende da pressão da coluna de água.
(Enunciado e figura: ENEM 2013, 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: o papel da pressão atmosférica com a garrafa tampada e com ela destampada.
Passo 1 — garrafa tampada. Se um pouco de água sai, o ar preso em cima da água (se houver) se expande, ou se forma um vácuo parcial: a pressão lá dentro cai. Como o ar de fora não consegue entrar pela tampa, logo a pressão interna no furo fica menor que a pressão atmosférica do lado de fora. A atmosfera “empurra” a água de volta e impede a saída.
Passo 2 — garrafa destampada. Agora a atmosfera age dos dois lados: em cima da água (pela boca da garrafa) e do lado de fora do furo. Os dois efeitos se cancelam. O que sobra para empurrar a água para fora é só a pressão da coluna de água acima do furo, . Por isso a velocidade de saída depende só da profundidade do furo (Torricelli: ), e o furo mais baixo jorra com mais força.
Por que não as outras: (B), (C) e (D) dizem que a pressão atmosférica altera ou regula a velocidade com a garrafa aberta; mas ela atua igual por dentro e por fora e se cancela. (C) e (E) dizem que a pressão atmosférica é menor que a interna; se fosse, a água sairia.
⚠️ A armadilha: a (E). A segunda parte está certa, mas a primeira inverte a comparação: com a garrafa tampada, a pressão de fora é maior que a de dentro, e é isso que segura a água.
A ideia em uma frase: tampada, a atmosfera vence a pressão interna e segura a água; destampada, ela age dos dois lados e se cancela, e só a coluna de água decide a velocidade.
Resposta: alternativa A.
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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