PUC-PR 2017 — questão 39 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: em que porcentagem a normal do piso diminui quando 24% do corpo está dentro da água.

Passo 1 — fora da água. A normal equilibra o peso: $N_0 = P = d_p\,V\,g$, com $d_p = 0{,}96\,d_{\text{água}}$.

Passo 2 — dentro da água. Agora o empuxo ajuda a sustentar o corpo: $N = P - E$. O empuxo é o peso da água deslocada por 24% do volume:

$$E = d_{\text{água}} \times 0{,}24\,V\,g$$

Passo 3 — a redução relativa. A normal diminui exatamente o empuxo, e:

$$\frac{E}{P} = \frac{0{,}24\,d_{\text{água}}}{0{,}96\,d_{\text{água}}} = 0{,}25$$

A normal cai 25%: a variação é −25%.

⚠️ A armadilha: responder −24% achando que a redução é igual à fração submersa. Isso só valeria se a pessoa tivesse a densidade da água; como ela é um pouco menos densa (0,96), cada porcentagem de volume submerso tira um pouco mais que isso do peso.

A ideia em uma frase: dentro da água a normal cai o valor do empuxo, e E/P é a fração submersa dividida pela densidade relativa do corpo.

Resposta: alternativa C (−25%).