PUC-PR 2014 — questão 46 de Física
Enunciado em texto
Enquanto estudava a Lei de Arquimedes, um aluno resolveu fazer duas experiências:
I. Colocou lentamente uma esfera maciça num líquido 1 e observou que a esfera flutuou com parte de seu volume submerso no líquido.
II. Colocou uma outra esfera maciça, de mesma massa e menor volume que a primeira, num líquido 2, e observou novamente a flutuação, porém com um volume submerso menor do que o observado na experiência I.
Em relação ao módulo do empuxo sofrido pelas esferas nas duas situações e às densidades dos líquidos, é CORRETO afirmar:
(A) O empuxo foi igual nas duas experiências, e o líquido 1 é mais denso que o líquido 2.
(B) O empuxo foi maior na experiência I, e o líquido 1 é mais denso que o líquido 2.
(C) O empuxo foi maior na experiência II, e o líquido 2 é mais denso que o líquido 1.
(D) O empuxo foi igual nas duas experiências, e o líquido 2 é mais denso que o líquido 1.
(E) O empuxo foi maior na experiência II, e o líquido 1 é mais denso que o líquido 2.
(Enunciado: Vestibular PUCPR 2014 (Verão) — PUCPR.)
Transcrição do enunciado original da prova, reproduzido para fins de estudo. Todos os direitos do enunciado pertencem à Pontifícia Universidade Católica do Paraná (PUCPR).
Resolução comentada
O que a questão pede: comparar os empuxos e as densidades dos líquidos nas duas experiências.
Passo 1 — o empuxo de um corpo que flutua. Flutuando em equilíbrio, o empuxo equilibra o peso. As duas esferas têm a mesma massa, logo o mesmo peso:
Os empuxos são iguais.
Passo 2 — a densidade do líquido. Pelo princípio de Arquimedes, o empuxo é o peso do líquido deslocado:
Com o mesmo E, o produto é o mesmo nas duas experiências. Na II o volume submerso é menor, então a densidade do líquido 2 tem de ser maior.
⚠️ A armadilha: achar que o empuxo é maior onde a esfera afunda mais (experiência I), o que leva à alternativa B. Para quem flutua, o empuxo é sempre igual ao peso; o que muda é quanto do corpo precisa afundar para conseguir esse empuxo.
A ideia em uma frase: corpo flutuando tem empuxo igual ao peso; quanto mais denso o líquido, menos o corpo precisa afundar.
Resposta: alternativa D (empuxos iguais; líquido 2 mais denso).
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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