OBF 2025 (1ª fase, Nível III) — questão 10 de Física
Enunciado em texto
A figura mostra parte de uma tubulação em que o ramo principal, de A para B, possui um estreitamento na região E e um ramo secundário S, formado por um tubo muito mais fino que o principal, que conecta as regiões E e B.
Sejam , e as velocidades do fluido nas regiões A, E e S, respectivamente. Adotando o sentido positivo da velocidade da esquerda para a direita, assinale a alternativa correta:
[Figura: um tubo horizontal largo à esquerda (região A, com seta para a direita), que se estreita num trecho fino (região E) e depois volta a alargar à direita (região B, com seta para a direita). Um tubo bem fino (S) sai da parede de baixo do trecho estreito E, desce, corre horizontalmente por baixo e sobe de novo, entrando pela parede de baixo da região larga B.]
(a) e
(b) e
(c) e
(d) e
(e) e
(Enunciado e figura: Olimpíada Brasileira de Física 2025, 1ª fase, Nível III — 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: comparar a velocidade do fluido na parte larga A e no estreitamento E, e descobrir para que lado o fluido anda no tubinho S.
Passo 1 — continuidade: A × E. O fluido não se acumula no tubo, então a vazão (área × velocidade) é a mesma em todas as seções do ramo principal:
Como a seção em E é menor, a velocidade lá é maior: . Isso elimina (A) e (B).
Passo 2 — Bernoulli: E × B. Depois do estreitamento o tubo volta a alargar, e a velocidade em B volta a ser menor que em E. Pelo princípio de Bernoulli, onde o fluido anda mais depressa a pressão é menor:
(Comparando no mesmo nível; é o mesmo efeito do tubo de Venturi.)
Passo 3 — o tubinho S. As duas pontas de S estão submetidas a pressões diferentes: maior em B, menor em E. O fluido em S é empurrado da pressão maior para a menor, isto é, de B para E: da direita para a esquerda. Com o sentido positivo para a direita:
⚠️ A armadilha: achar que, como todo o fluido vai de A para B, no tubinho ele também vai para a direita (alternativa C). No ramo S quem manda é a diferença de pressão entre as pontas, e a pressão é mais baixa justamente no estreitamento, onde o fluido corre mais.
A ideia em uma frase: no estreitamento a velocidade sobe e a pressão cai; por isso o tubinho suga fluido de B de volta para E.
Resposta: alternativa D ( e ).
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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