ENEM 2021 PPL — questão 111 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a densidade da amostra, com a massa medida na balança e o volume medido na proveta.

Passo 1 — o volume da amostra é a DIFERENÇA entre as leituras. Ao ser mergulhada, a amostra empurra para cima um volume de água exatamente igual ao volume dela. Então:

$$V_{\text{amostra}} = V_{\text{final}} - V_{\text{inicial}} = 45 - 35 = 10\ \text{mL}$$

Este é o passo que a questão cobra. O erro clássico é usar a leitura final ($45\ \text{mL}$) como se fosse o volume do sólido — mas ali dentro há água e amostra.

Passo 2 — a definição de densidade.

$$d = \frac{m}{V} = \frac{27{,}8\ \text{g}}{10\ \text{mL}} = \mathbf{2{,}78\ \text{g/mL}}$$

Resposta: alternativa E (2,78).

Por que a densidade da água aparece no enunciado. Ela serve para dois papéis: garantir que $1\ \text{mL}$ de água tem $1\ \text{g}$ (o que faz a leitura em mililitro valer como volume direto) e, sobretudo, permitir a conclusão física: com $d = 2{,}78 > 1$, a amostra afunda — o que a figura confirma, mostrando-a no fundo da proveta. Se a conta tivesse dado menos que 1 e a figura mostrasse a amostra no fundo, alguma coisa estaria errada.

A armadilha da alternativa (C), $0{,}62$: é $27{,}8/45$ — usar a leitura final inteira como volume. É o número que sai de esquecer que a água já estava lá.

A armadilha da (D), $0{,}79$: é $27{,}8/35$ — usar a leitura inicial.

Repare na precisão do instrumento: a proveta é graduada em mililitro, então o volume tem 2 algarismos significativos ($10\ \text{mL}$), enquanto a massa tem 3 ($27{,}8\ \text{g}$). O resultado herda a pior das duas precisões — por isso a questão pede o valor "mais próximo", e não um número exato.

A ideia em uma frase: volume do sólido é o quanto a água subiu, não onde ela parou.