OBF 2024 (1ª fase, Nível I) — questão 15 de Física
Enunciado em texto
Uma garrafa parcialmente cheia com água e corante pode ser usada como um prumo rudimentar. Observando o nível d’água, com a garrafa em repouso, pode-se determinar a direção vertical. As figuras ao lado apresentam fotos que foram tiradas da garrafa em repouso em diferentes posições. Sobre as fotos foram sobrepostas setas. Quais das setas indicam, aproximadamente, a direção vertical e para cima do ambiente no qual as fotos foram tiradas?
[Figura: cinco fotos da mesma garrafa com água amarela, numeradas de 1 a 5, cada uma com uma seta preta desenhada. Foto 1: garrafa em pé na imagem; a superfície da água está inclinada, mais alta à direita que à esquerda; a seta aponta para cima e para a esquerda, perpendicular a essa superfície. Foto 2: a mesma foto da garrafa com a superfície inclinada; a seta aponta para cima, ao longo do eixo da garrafa. Foto 3: garrafa em pé na imagem, com a água ocupando toda a metade direita, ao longo do comprimento (a superfície da água é uma linha vertical na imagem); a seta é horizontal e aponta para a esquerda, perpendicular a essa superfície. Foto 4: garrafa inclinada na imagem, com a superfície da água perpendicular ao eixo da garrafa; a seta aponta ao longo do eixo, do fundo para a tampa. Foto 5: a mesma foto da garrafa inclinada; a seta aponta para cima na imagem, inclinada em relação ao eixo da garrafa.]
(a) apenas 2 e 4.
(b) apenas 2 e 5.
(c) apenas 3 e 4.
(d) apenas 1 2 e 3.
(e) apenas 1, 3 e 4.
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2024, 1ª fase, Nível I — SBF.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Sociedade Brasileira de Física (SBF), Olimpíada Brasileira de Física.
Resolução comentada
O que a questão pede: em quais fotos a seta aponta para o “para cima” de verdade, mesmo que a foto esteja girada.
Passo 1 — a regra do prumo. Com a garrafa parada, a superfície da água fica sempre horizontal: a gravidade puxa a água para baixo até ela se ajeitar com a superfície plana e perpendicular à vertical. Então, em cada foto, o “para cima” verdadeiro é a direção perpendicular à superfície da água, saindo da água em direção ao ar. Não importa como a foto foi girada.
Passo 2 — conferir foto por foto:
Foto 1 (certa): a superfície está inclinada, e a seta é perpendicular a ela, saindo da água para o ar.
Foto 2 (errada): mesma superfície inclinada, mas a seta segue o eixo da garrafa e não é perpendicular à água.
Foto 3 (certa): a água ocupa um lado inteiro da garrafa (ela estava deitada); a superfície aparece como uma linha vertical na foto, e a seta, horizontal, é perpendicular a ela, saindo da água para o lado vazio.
Foto 4 (certa): a superfície é perpendicular ao eixo da garrafa (ela estava em pé), e a seta segue o eixo, do fundo para a tampa.
Foto 5 (errada): mesma garrafa da foto 4, mas a seta aponta para cima na foto, inclinada em relação ao eixo: não é perpendicular à água.
⚠️ A armadilha: confiar no “para cima” da página. As setas 2 e 5 apontam para cima na folha, mas as fotos estão giradas; quem diz onde é o alto é a superfície da água.
A ideia em uma frase: a superfície de um líquido parado é horizontal; a vertical é a perpendicular a ela, saindo da água.
Resposta: alternativa E (apenas 1, 3 e 4).
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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