OBF 2023 (1ª fase, Nível I) — questão 2 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: o que decide se o ovo afunda, fica no meio ou boia.

Passo 1 — as duas forças. Sobre o ovo mergulhado agem o peso (para baixo) e o empuxo (para cima). O empuxo é o peso do líquido que o ovo empurra para o lado:

$$P = d_{\text{ovo}}\,V\,g$$

$$E = d_{\text{sol}}\,V\,g$$

Passo 2 — comparar. O volume $V$ e o $g$ aparecem nas duas fórmulas; quem decide é a comparação das densidades:

- se $d_{\text{sol}} < d_{\text{ovo}}$, o peso ganha e o ovo afunda;

- se $d_{\text{sol}} = d_{\text{ovo}}$, as forças se equilibram e ele fica suspenso;

- se $d_{\text{sol}} > d_{\text{ovo}}$, o empuxo ganha e ele sobe e boia.

Como a questão não diz quanto sal foi colocado, não dá para saber qual dos três casos acontece: depende da densidade da solução. Quanto mais sal, mais densa a água, e é por isso que o ovo que afunda em água pura pode boiar em água bem salgada.

Por que não as outras: (A), (B) e (C) são casos possíveis, mas nenhum deles acontece sempre; (E) é falsa porque o $g$ multiplica o peso e o empuxo ao mesmo tempo: se ele dobrar, as duas forças dobram e a comparação não muda.

⚠️ A armadilha: a (E). Parece razoável que a gravidade influa na flutuação, mas ela aumenta ou diminui peso e empuxo na mesma proporção. Na Lua, o ovo ficaria na mesma posição.

A ideia em uma frase: afundar ou boiar é uma disputa entre a densidade do corpo e a do líquido; o $g$ entra dos dois lados e se cancela.

Resposta: alternativa D (depende da densidade da solução).