PUC-PR 2022 (inverno, Medicina) — questão 42 de Física
Enunciado em texto
Um recipiente cilíndrico encontra-se totalmente preenchido com água (Fig.1), cuja massa específica é de 1 g/cm³. A seguir, um bloco cúbico de massa 2 kg é lentamente colocado no interior do recipiente. No processo, parte da água extravasa e o bloco fica, sob ação exclusiva das forças peso e empuxo, flutuando em equilíbrio com 50 % do seu volume submerso (Fig.2). A aceleração gravitacional local é de 10 m/s².
[Figura: Fig.1 — recipiente cheio de água até a borda. Fig.2 — o mesmo recipiente, ainda cheio até a borda, com um bloco cúbico flutuando, metade para fora da água; há poças de água derramada no chão, dos dois lados do recipiente.]
Considere as afirmações:
1 – A densidade do bloco é igual a 0,5 g/cm³.
2 – Enquanto flutua em equilíbrio na água, o bloco fica sujeito a um empuxo menor do que 20 N de intensidade.
3 – A pressão hidrostática no fundo do recipiente é maior na situação da Fig.2 do que na situação da Fig.1.
É (são) CORRETA(S) apenas a(s) afirmativa(s):
(A) 1 e 2.
(B) 1.
(C) 1 e 3.
(D) 2.
(E) 2 e 3.
(Enunciado e figura: Vestibular PUCPR 2022 (Inverno), Medicina — 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: julgar as três afirmações sobre o bloco flutuando e sobre a pressão no fundo.
Afirmação 1 — verdadeira. Flutuando em equilíbrio, empuxo = peso: . Com :
Afirmação 2 — falsa. Em equilíbrio, sob só peso e empuxo, o empuxo é igual ao peso:
Não é menor que 20 N.
Afirmação 3 — falsa. A pressão hidrostática no fundo depende só da altura da coluna de água (). O recipiente estava cheio até a borda e continua cheio até a borda (o excesso transbordou), então h é o mesmo e a pressão no fundo também.
Só a 1 é correta: alternativa (B).
⚠️ A armadilha: achar que colocar o bloco “aumenta a pressão” no fundo (marcando C). Aumentaria se a água subisse, mas aqui ela não tem para onde subir: o volume deslocado sai pela borda.
A ideia em uma frase: corpo flutuando tem empuxo igual ao peso e densidade igual à fração submersa vezes a do líquido; e a pressão no fundo só depende da altura do líquido.
Resposta: alternativa B (apenas a 1).
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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