ENEM 2020 — questão 134 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o tempo de descompressão, lendo o gráfico com a variação de pressão que o mergulhador sofreu.

Passo 1 — identificar a profundidade certa. O bolsão de ar está a $50\ \text{m}$ abaixo da superfície da água. Os $30\ \text{m}$ do desenho são uma distância horizontal — a que o mergulhador entrou pela caverna. Ela não entra em conta nenhuma: pressão hidrostática depende só da profundidade vertical.

Passo 2 — a pressão no bolsão. O ar do bolsão está comprimido pela coluna de água acima dele:

$$p = p_{\text{atm}} + \rho\,g\,h$$

$$p = 1{,}0\times10^{5} + 1\,000 \times 10 \times 50 = 1{,}0\times10^{5} + 5{,}0\times10^{5} = 6{,}0\times10^{5}\ \text{Pa}$$

Passo 3 — a VARIAÇÃO de pressão, que é o que o gráfico pede. O eixo horizontal não é a pressão: é a variação de pressão que o corpo vai sofrer ao subir do bolsão até a superfície, onde ficará sob $p_{\text{atm}}$:

$$\Delta p = p - p_{\text{atm}} = 6{,}0\times10^{5} - 1{,}0\times10^{5} = 5{,}0\times10^{5}\ \text{Pa}$$

Passo 4 — converter para a unidade do gráfico. O eixo está em quilopascal:

$$5{,}0\times10^{5}\ \text{Pa} = 500\ \text{kPa}$$

Passo 5 — ler. Subindo em $500\ \text{kPa}$ até a curva e caminhando para o eixo vertical: 60 minutos.

Resposta: alternativa C (60).

Repare no atalho que aparece: $\Delta p$ é exatamente $\rho g h$ — a atmosfera entra e sai da conta. Dá para pular direto de $1\,000 \times 10 \times 50 = 5\times10^{5}\ \text{Pa}$ para o gráfico. Mas só depois de entender por que ela se cancela; quem pula por sorte erra no dia em que o enunciado pedir a pressão absoluta.

A armadilha da alternativa (A), 100 min: é o que se lê no gráfico em $700\ \text{kPa}$ — o valor que sai se alguém usar a pressão absoluta $6{,}0\times10^5$ e arredondar para a ponta da curva, ou somar os 30 m horizontais aos 50 m verticais ($80\ \text{m} \to 800\ \text{kPa}$).

Por que a descompressão existe, de verdade: sob alta pressão, o nitrogênio do ar se dissolve no sangue. Se o mergulhador sobe rápido, a pressão cai de repente e o gás volta a formar bolhas dentro do corpo — como abrir um refrigerante. Subir devagar deixa o nitrogênio sair pelos pulmões sem borbulhar.

A ideia em uma frase: o gráfico pede a variação, não a pressão — e ela é só $\rho g h$.