FACISB 2018 — questão 65 de Física

Enunciado em texto
A Fossa das Marianas, no Oceano Pacífico, na Costa das Filipinas, é o local mais profundo dos oceanos. Se um submarino submergir até esse local, ele ficará sujeito a um acréscimo de pressão ΔP, em relação ao nível do mar, de aproximadamente 1 100 atm.
[Figura: corte do Oceano Pacífico mostrando a Fossa das Marianas (ΔP = 1100 atm); eixo vertical “Profundidade (metros)”, de 0 (superfície) até H (fundo da fossa).]
O gráfico representa como varia a pressão atmosférica (P), em função da altitude em relação ao nível do mar (h).
[Gráfico: P (atm), de 0,0 a 1,0, × h (km), de 0 a 15. Curva decrescente que começa em 1,0 atm em h = 0, passa por cerca de 0,9 atm em São Paulo (pouco abaixo de 1 km), cerca de 0,65 atm em La Paz (entre 3 e 4 km), cerca de 0,3 atm no Everest (perto de 9 km) e chega a cerca de 0,1 atm em h ≈ 14 km.]
(www.seara.ufc.br. Adaptado.)
Dessa forma, considerando a densidade da água do mar igual a kg/m³, g = 10 m/s² e 1 atm = N/m², se uma aeronave subir pela atmosfera a uma altura igual à profundidade da Fossa das Marianas (H), ela ficará sujeita a uma pressão atmosférica de, aproximadamente,
(A) 0,4 atm.
(B) 0,3 atm.
(C) 0,2 atm.
(D) 0,5 atm.
(E) 0,6 atm.
(Enunciado e figura: Vestibular FACISB 2018 — FACISB/Vunesp.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Faculdade de Ciências da Saúde de Barretos Dr. Paulo Prata (FACISB) e à Fundação VUNESP.
Resolução comentada
O que a questão pede: a profundidade H da fossa e, depois, a pressão atmosférica a essa mesma altitude.
Passo 1 — a profundidade pela lei de Stevin. O acréscimo de pressão de uma coluna de líquido é ΔP = ρgH. Em pascal, 1100 atm = N/m²:
Passo 2 — ler o gráfico em h = 11 km. O Everest, perto de 9 km, está em 0,3 atm, e a curva continua caindo devagar até cerca de 0,1 atm em 14 km. Em 11 km, a pressão fica perto de 0,2 atm.
⚠️ A armadilha: errar a conversão de atm para N/m² e achar H = 110 m ou 1,1 km; aí a leitura do gráfico daria perto de 0,9 atm, que nem é alternativa. Ou parar no Everest e marcar 0,3 atm: 11 km é mais alto que o Everest.
A ideia em uma frase: cada 10 m de água acrescentam cerca de 1 atm; 1100 atm são 11 km, e a 11 km de altitude o ar tem só uns 20% da pressão do nível do mar.
Resposta: alternativa C (0,2 atm).
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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