FUVEST 2026 — questão 72 de Física

Gabarito ECinemática — queda livre1ª fase · Caderno V1
Enunciado — imagem da prova
Enunciado da questão 72 de Física do FUVEST 2026

Enunciado em texto

Park, E. et al. “Pour-over coffee: Mixing by a water jet impinging on a granular bed with avalanche dynamics”. Phys. Fluids 37, 043332 (2025).

Adaptado.

Um artigo recentemente publicado na revista Physics of Fluids investigou de que modo fatores como a altura e a velocidade da água despejada na preparação de café filtrado (parte (a) da figura) influenciam no sabor da bebida pronta.

Um dos parâmetros importantes é a velocidade do jato de água ao atingir a lâmina de água que já está no filtro. Uma das conclusões do estudo é que velocidades acima de 2 m/s levam a uma melhor mistura do pó de café com a água.

A parte (b) da figura esquematiza a situação descrita, em que H é a altura da lâmina de água e D a altura de despejo da água do bule, medidas que têm a base do filtro como referência.

Assumindo que seja desprezível a velocidade do jato quando a água começa a ser despejada no bico do bule, para uma altura H = 8 cm, qual a altura mínima D de despejo para que a velocidade do jato, ao atingir a água, seja de, pelo menos, 2 m/s?

(A) 4 cm

(B) 8,2 cm

(C) 10 cm

(D) 18 cm

(E) 28 cm Note e adote: Densidade (massa específica) da água: d = 1000 kg/m³ Aceleração da gravidade: g = 10 m/s²

Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à FUVEST.

Resolução comentada

O que a questão pede: a altura mínima DD de despejo para o jato chegar na água com velocidade de pelo menos 2 m/s.

A água sai do bico praticamente parada e cai em queda livre. As alturas DD (bico) e HH (lâmina de água) são medidas a partir da base, então a água cai uma altura D−HD-H.

Na queda livre vale v2=2g(D−H)v^{2}=2g(D-H). Queremos v=2 m/sv=2\ \text{m/s}: 22=2⋅10 (D−H)2^{2}=2\cdot10\,(D-H).

4=20 (D−H)⇒D−H=0,2 m=20 cm4=20\,(D-H)\Rightarrow D-H=0{,}2\ \text{m}=20\ \text{cm}.

Como H=8 cmH=8\ \text{cm}: D=8+20=28 cmD=8+20=28\ \text{cm}.

Resposta: alternativa E (28 cm).

Resolução em vídeo

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